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충남타임즈 2013. 8. 21. 09:16


▲ 폭발 직후에 촬영된 체르노빌 사진. 대부분의 사진은 방사능에 의해 필름이 타버렸다. 사진출처 IAEA.


[시사 프리즘 - 원전, 축복인가 재앙인가?]


체르노빌과 후쿠시마 원전 사고

<편집자주> 후쿠시마 원전 사고 이후 25개월. 이 사고는 인류 최악의 사고로 불리며 현재도 진행되고 있다. 최근 후쿠시마 원전과 관련해 각종 루머가 인터넷을 뜨겁게 달구고 있으며, 방사능 유출과 관련한 각종 괴담이 떠돌고 있다. 급기야 정부는 방사능 관련 소문을 무조건 괴담으로 일축하며 괴담 진원지를 추적해 처벌에 나서겠다고 한다.


현재 후쿠시마 원전에서 벌어지는 진실은 무엇인가
? 연일 쏟아지고 있는 후쿠시마 원전사고를 체르노빌 원전사고와 비교해보고 국·내외 전문가를 통해 우리 원전을 진단해본다.


글싣는 순서
체르노빌과 후쿠시마 원전사고 후쿠시마 원전 사고 어디까지 진행됐나 후쿠시마의 말, 인류 최악의 위협 대한민국 원전은 안전한가?

체르노빌 원전 사고

체르노빌 원자력 발전소는 우크라이나 공화국 체르노빌근교 프리피야트근처에 있다. 체르노빌로부터 북서쪽으로 18km, 우크라이나와 벨라루스의 국경으로부터 16km, 우크라이나 키예프북쪽으로 약 100km 지점에 위치하고 있다. 프리피야티는 체르노빌 원자력 발전소의 종업원이 사는 지역이었지만 원자력 사고에 의해서 주민이 피난해 지금은 유령도시가 됐다.


체르노빌 원전은
1971년에 착공돼 19785월 완공해 가동한 구 소련의 발전소로 흑연감속 비등경수 압력관 방식이다. 사고 당시 체르노빌 발전소는 총 4기의 원자로를 운용했고, 2기의 원자로를 추가로 짓고 있었다. 사고는 4호기에서 발생했다.


1986
426일 새벽 123. 강렬한 폭발음이 4호기에서 들렸다. 폭발은 원자로 4호기의 천장을 파괴했으며, 파괴된 천장으로 핵반응을 통해 생성된 다량의 방사성 물질들이 누출되었다. 당시 누출된 방사능 물질은 최소 500경 베크렐, 최대 1200경 베크렐 가량으로 추정되고 있으며, 이는 히로시마에 떨어졌던 원자폭탄 리틀 보이400배에 해당한다.


이날 체르노빌 원전에서는 부소장 겸 수석 엔지니어닌
아나톨리 댜틀로프의 주관으로 원전 정지에 대비한 실험이 진행됐다. 실험은 원전 가동이 중단될 경우 관성으로 도는 터빈이 만들어내는 전기가 얼마나 오래 비상전력을 공급해줄 수 있는가에 대한 것이었다. 이러한 실험이 필요했던 이유는 당시 체르노빌 원전에 설치된 비상용 디젤 발전기가 적정 수준의 전력을 공급하는데 1분의 시간이 필요했기 때문이다. 따라서 이들은 원자로가 정지했을 때 냉각펌프를 작동하는데 필요한 전력을 제때 공급할 수 있는지 불확실했기 때문에 이 실험을 기획했다.


실험은 사고 전날인
25일 오전 1시부터 오후 2시까지 진행됐다. 이들은 원자로 정지를 막기 위해 설치된 안전장치인 ‘ECCS(비상 노심 냉각 장치)’를 해제하고 실험을 개시했다.


실험도중
키예프의 전력 담당자가 전력공급을 요구해 일시적으로 실험을 중단시켰다. 당시 실험을 위해 원전은 저출력상태로 가동됐는데 이 때문에 일차적으로 원자로의 균형이 깨졌다.


실험이 재개되면서 문제가 발생했다
. 예정보다 원자로의 출력이 크게 떨어진 것. 이는 원자로 내부의 출력이 떨어지며 제논-135가 증가했기 때문인데, 제논-135가 중성자를 흡수해 핵분열이 제대로 이뤄지지 않게 된다. 실험자들은 출력이 너무 낮아지자 핵분열을 조절하는 제어봉을 빼 출력을 올리기 시작했다. 하지만 출력은 올라가지 않았고 이들은 제어봉을 더 빼내 규정상 최소 제어봉인 30개에 한참 모자라는 6개만 남겨두게 된다. 게다가 출력 저하로 원자로가 정지하지 않도록 안전장치까지 정지시켰다.


이 부분에서 체르노빌 원전 사고는 인재임이 밝혀진다
. 당시 실험처럼 인위적으로 원자로를 중단시키는 실험을 하면 재가동 절차를 밟아야 했다. 하지만 이러한 절차를 무시한 채 최후의 안전장치인 ‘ECCS’를 해제하고 실험에 임했다. 원전 전문가의 말을 빌리면 이는 누전차단기가 내려가면 귀찮기 때문에 누전차단기를 설치하지 않고 전기를 쓰는 것이다.


실험이 시작되고 전기공급이 중단되자 자연스럽게 냉각펌프의 속도가 저하되며 원자로 내부가 과열됐다
. 이 때문에 잠잠했던 원자로의 출력이 급상승했고, 이들은 안전장치를 가동하고 제어봉을 삽입했지만 돌이킬 수 없었다. 원자로의 출력은 100배 이상 상승하며 증기폭발을 일으킨다. 이 폭발로 반응로의 뚜껑과 원자로의 콘크리트 천장이 부서져 노심이 외부에 노출되는 최악의 상황이 벌어진다.


▲ 지진 발생 후 3일째인 3월14일 후쿠시마 원전 3호기 건물 폭발 모습이 위성에 잡혔다. 사진 출처 IAEA.


후쿠시마 원전 사고

후쿠시마 원전 사고는 해저지진이 일으킨 쓰나미로 인해 발생했다. 2011311일 오후 1446분경 일본 미야기현 센다이 동쪽 179km 해역에서 규모 9.0의 초대형 해저지진이 발생했다. 이 지진으로 미야기현 부근 한 태평양 연안의 도시들은 쓰나미가 강타해 큰 피해를 입었다.


당시 쓰나미는 후쿠시마 제
1원자력발전소에도 큰 피해를 줬다. 지진이 발생하자 후쿠시마 원전에 전력을 공급하던 송전탑 1기가 붕괴되며 전력을 상실하게 된다. 전력 상실로 인해 사고가 일어난 점은 체르노빌 사고와 유사하다. 하지만 후쿠시마 원전은 외부 전력이 끊어지자 곧바로 디젤발전기에 의해 비상 전원이 공급됐다. 그러나 지진발생 41분 후인 오후 327분에 스나미가 원전을 덮치며 원전 지하에 있던 비상전원이 파괴된다. 이 때문에 원자로는 전력을 잃어 ECCS 및 냉각수 순환 시스템이 정지된다. 냉각이 되지 않은 원자로는 서서히 온도가 상승하기 시작했다.


후쿠시마 원전은 해발
35m의 구릉을 깎아 건설했고 비상 전원장치를 지하에 설치해 쓰나미에 취약할 수밖에 없는 구조였다. 도쿄전력의 발표에 따르면 당시 쓰나미의 높이는 약 15m로 해발 10m에 위치한 원전의 4~5m 높이까지 쓰나미의 흔적이 남아 있었다.


원자로의 냉각 능력이 상실되자 연료봉이 과열되고 이로 인해 노심의 용융, 수소발생, 격납 용기 압력 상승의 과정이 진행됐다. 일본정부는 원전의 폭발을 막기 위해 다량의 바닷물을 헬기와 펌프를 통해 공급했다. 하지만 원자로 3기가 노심용융을 일으키고 원전 건물 4개가 폭발했다. 이로 인해 다량의 방사능 물질이 주변 지역을 오염시켰으며, 비상 냉각수로 사용됐던 바닷물이 다량의 방사능을 머금은 채 태평양으로 흘러들고 있다. 다수의 원자로가 동시에 녹아내린 사고는 후쿠시마 원전 사고가 유일하다.

 

http://www.cntimes.kr/n_news/news/view.html?no=7207

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