“원자로 안정시키려면 한달 정도는 계속 바닷물 투입해야”
일본 동북부에서 대지진이 발생한 지 나흘째인 14일 오전 후쿠시마(福島) 제1원자력 발전소 1호기에 이어 이틀 만에 3호기도 폭발했다. 일본 열도가 대지진과 지진해일의 공포에 이어 다시 원전 폭발로 인한 ‘방사능 공포’에 떨고 있다. 서울신문은 국내 전문가와 시민단체 대표를 통해 현재 일본 원전의 상황과 국내에 미칠 영향 등에 대해 심층적인 지상 대담을 갖는다. 대담에는 서균열 서울대 원자핵공학과 교수, 장순흥 카이스트 원자력공학과 교수, 이헌석 에너지정의행동 대표가 참여했다.
→후쿠시마 원전 1, 3호기 원자로 폭발이 같은 이유로 발생했나.
-장순흥(이하 장) 두 원자로 모두 건물 제일 바깥에 있는 수소가 폭발한 것이다. 냉각기 모터의 가동이 중단되면서 원자로가 가열되자 물이 끓으면서 증기가 터져 나온 것이다. 산소는 공기 중에서 증발해 자연스럽게 수소만 남게 되고, 원자로 안에서 계속 뜨거워진 공기의 영향으로 압력이 커지면서 결국 폭발에 이르게 된 것이다. 수소 폭발은 얼마든지 예견할 수 있는 상황이다. 다만 원자로를 둘러싼 내부 격납용기는 아직까지 안전한 것으로 알고 있다. 주민들이 염려할 정도는 아니라는 말이다.
-서균열(이하 서) 냉각기 부근의 정확한 사진을 보지는 못했지만, 1호기와 3호기 원자로가 크기만 다를 뿐 구조는 기본적으로 같다. 1차 때와 마찬가지로 방출된 수소가 공기와 접촉하면서 발생한 폭발로 보인다.
→원자로는 폭발할 가능성이 없나.
-장 결론적으로 원자로가 폭발할 가능성은 제로에 가깝다. 원자로는 원자폭탄이 터지는 것처럼 폭발하는 것이 아니라 최악의 경우 녹게 된다. 폭발하지는 않는다. 지금 상황도 냉각기가 작동을 멈추면서 연료봉이 수면 위로 노출돼 섭씨 2000도의 고열을 이기지 못하고 녹은 상태다.
-서 연료봉이 노출되면 고온을 견디지 못하고 녹는 것이지 절대 폭발할 수 없다. 원자로 폭발 자체가 말이 되지 않는다.
→바닷물로 냉각 중인데도 왜 폭발했나.
-서 발전소 안의 수소를 제거한다는 것은 불가능하다. 예컨대 진공청소기라도 이용해 수소를 뽑아내면 좋겠지만 공기 중의 수소에 꼬리표가 붙은 것도 아니기 때문에 따로 분리해 낼 수는 없다. 수소 자체가 산소를 만나서 격렬하게 반응하는 폭발성이 크기 때문에 더욱 다루기 힘들다. 최근에는 수소를 산소와 잘 결합시켜 곧바로 물로 만들 수 있는 시설이 있지만, 후쿠시마 원전의 경우 70년대 초에 건설돼 그런 시설이 없는 것으로 알고 있고, 이후에도 별다른 후속 조치가 없었던 것으로 안다.
-이헌석(이하 이) 일본 정부는 이번 폭발이 수소 때문에 발생해 큰 사고가 아니라고 주장한다. 하지만 1호기와 3호기 모두 방사능 증기가 이미 배출된 상태였고, 이 증기가 통제되지 못하는 수준에 이르면서 결국 폭발했다. 그러면서 폭발을 막기 위해 작업 중인 사람이 피폭을 당하거나 직접 충격을 받았다. 더 큰 문제는 여기에 대한 충분한 설명이 나오지 않고 있다는 점이다.
→이미 원자로의 미세 균열로 안전성을 우려하는 사람들이 많은데.
-이 1호기 폭발 이후에도 여전히 지붕만 공개되고 원자로 안은 공개되지 않았다. 단순한 수소 폭발일 뿐이라고 설명하지만 당시 충격으로 내부 격납고가 찌그러졌을 가능성이 있다. 원자로 내부에 균열이 생길 수 있다는 말이다. 현지 시민단체들도 의혹을 제기한 것으로 알고 있다.
-서 미세한 균일이라는 게 사람 눈으로 관측되는 수준이 아니다. 미세 현미경으로 측정해야 할 사항을 100m 밖에서 볼 수는 없다. 원자로 폭발 가능성을 자꾸 말하는데, 실제 우크라이나의 체르노빌 사태 때도 흑연 감속재가 폭발하면서 주변에 쌓아둔 연료가 공중으로 퍼진 거다. 다시 말하면 핵폭발이 아니라 흑연이 폭발한 것이다. 현재 원자로 안에는 핵연료와 물, 바닷물이 같이 들어 있다. 우라늄의 온도는 현재 섭씨 3000도 가까이 될 것으로 추정되는데 우라늄은 굳는 점이 섭씨 2000도이기 때문에 나중에 연료만 남더라도 공기 중에서 자연적으로 식어서 굳게 된다. 즉 불발탄처럼 고체로 남는 것이다.
→후쿠시마 외에 오나가와·도카이 등 다른 원전도 위험하다는데.
-서 1호기의 경우 여전히 컨트롤이 안 돼 원하는 온도까지 낮추지는 못했다. 3호기의 경우도 바닷물이 냉각제로 들어가고 있지만 이 안에는 소금 외에도 불순물이 많다. 이끼와 먼지, 모래 같은 것들이 모터 안에 들어가 작동을 방해하면 펌프 작동이 멈춰 다시 온도가 올라갈 가능성이 커질 수 있다.
→실제 방사능이 누출될 경우 인체에 미치는 영향은.
-서 1차 폭발에서 유출된 물질은 세슘이다. 세슘은 자연에 존재하지 않는 물질이다. 인공 핵분열을 통해 만들어지는 것이다. 그래서 스스로 불안정한 데다 원래의 자연 성질대로 돌아가려는 성질이 있어서 이 상태로 인체에 유입될 경우 생체세포를 파괴하거나 경우에 따라서는 암으로까지 발전할 수 있다. 만성 방사선 증후군은 알려진 대로 불임이나 백내장, 탈모, 골수암부터 폐암, 갑상선암, 유전자 돌연변이 등 다양한 부작용 사례가 알려져 있다.
-이 죽음의 재라고 불리는 세슘이 기준치의 1000배나 방출됐다. 일본 정부가 사방 20㎞ 반경 이내의 주민을 대피시켰지만 이미 주민들 일부는 방사선에 피폭됐고, 숫자도 계속 늘고 있다. 특히 3호기의 경우 플루토늄과 우라늄 혼합 원료를 사용해 방사성 물질이 누출될 경우 1호기와는 비교도 안 될 최악의 피해가 우려된다.
→일본 정부는 피폭량이 적어서 피해 정도가 크지 않다고 발표했는데.
-이 일본 비정부기구(NGO)가 1호기 폭발 이후 4㎞ 떨어진 지역에서 측정한 결과 1000μSv(마이크로시버트)로 나왔다. 정부는 정상인의 1년 기준량이라고 하지만, 일본에서는 한 시간 만에 나왔다. 두 시간 노출되면 2년치, 세 시간이 노출되면 3년치 방사능에 유출되는 셈이다. 그래서 현재 20㎞ 수준인 주민 소개령 범위를 최대 30㎞까지 늘려야 한다고 요구하는 것이다.
-서 2차 폭발 때 유출된 방사능량이 1300μSv까지 나왔다. 이는 우리가 병원에서 컴퓨터단층촬영(CT)을 할 때 노출되는 양과 같다. 1300μSv도 평균값이 아니라 순간 최고량에 해당한다. 시간당 법정 허용치는 1000μSv로 우리가 엑스레이를 찍을 때의 방사선도 10~100μSv에 달하고, 자연 상태의 방사선량도 1μSv나 된다. 1차 폭발 때 190명이 피폭됐다는 발표가 있었는데, 무조건 암에 걸리는 것은 아니다. 건강하냐, 그렇지 않으냐에 따라 인체가 반응하는 정도도 다를뿐더러 피폭 후 곧바로 처치를 했을 경우에도 차이가 크다. 이 때문에 일본 정부도 현재 발전소 주변 주민들을 상대로 피폭량을 체크하고 있다.
→원자로는 언제쯤 안정될 것으로 보는가.
-장 바닷물로 식히고 있지만, 결국 남아 있는 잠열이 문제다. 자연적으로 시간이 지나면 열은 줄어든다. 발생 열이 줄어들기 때문이다. 하지만 열이 줄어든다고 하더라도 앞으로 한달 정도는 계속 바닷물을 투입해야 한다.
-이 최후의 방법으로 원자로를 바닷물로 식히고 폭발을 예방하기 위해 방사능 증기를 배출하고 있는데, 모든 것이 안정화되더라도 후쿠시마 원전은 더 이상 사용할 수 없는 초대형 규모의 고준위 핵폐기물이 된다. 원자로를 식히는 데 사용된 바닷물도 방사능으로 오염돼 해류를 타고 바다를 오염시킬 수 있어 2차 피해도 우려된다.
→이번 원전 폭발로 국내 원전 건설 방향도 재고돼야 한다는 견해가 있다.
-이 일본도 내진설계 기준보다 튼튼하게 원전을 건설했지만 결국 사고가 발생했다. 한국은 상대적으로 지진 안전지역이라서 일본보다 낮은 기준으로 설계했다. 이번 기회에 설계 기준을 더 강화할 필요가 있다. 또 고리 1호기의 경우 이미 발전소 수명이 끝났는데도 수명 연장을 통해 계속 가동하고 있다. 월성 1호기도 수명 연장 여부를 심사 중이다. 물론 국제적으로도 비슷한 추세이지만 이는 원자력계의 주장일 뿐 이웃 일본에서도 노후화된 시설은 폐기해야 한다는 주장이 지속적으로 제기되고 있다. 일본에서 발생한 두 원자로 모두 40년 가까이 된 노후 시설이란 점을 상기해야 한다. 원자력 안전성에 대한 신화, 르네상스가 깨진 것이다. 우리나라는 고리, 울진, 월성 3곳에 이어 올 6월까지 삼척, 울진, 영덕 등을 대상으로 부지 선정에 착수할 예정이다. 원자력발전소에 대한 재검토가 필요한 시점이라고 본다.
김효섭·최재헌기자 goseoul@seoul.co.kr
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