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- 오염된 물의 120만 톤 이상이 이미 현장에 저장돼 있고 매일 약 170톤이 추가된다.
- 배출은 2021년 8월에 승인되었으며 2023년에 시작
- 방출 시작 후 처음 120일 방사성 핵종은 위도 30도, 경도 40도에 걸쳐 빠르게 퍼져
- 오염은 북쪽과 남쪽으로 퍼지는 것이 아니라 동쪽으로 흘러, 3년 후 미 서부 해안 도착
- 오염수는 적도 지역 도달하자마자 적도 해류와 함께 태평양 남쪽 절반으로 씻겨 들어가

후쿠시마: 태평양 전역의 삼중수소
2023년부터 배출되는 폐수에서 나오는 방사성 핵종은 어떻게 퍼질까

예측 가능한 오염:
연구원들은 태평양에 있는 후쿠시마의 오염된 폐수에서 삼중수소 및 기타 방사성 핵종이 어떻게 퍼질 것인지 결정했다. 2023년부터 발전소 부지에 저장된 물이 바다로 방류되기 때문이다. 시뮬레이션에 따르면 오염은 주로 동쪽으로 퍼지고 약 3년 후에 미국 해안에 도달할 것이다. 그곳의 농도는 많은 아시아 해안보다 더 높을 수 있다. 

▲ 후쿠시마에서 오염된 물이 방출된 후, 삼중수소 및 기타 방사성 핵종은 처음에 태평양을 가로질러 동쪽으로 퍼진다. © Science China Press

일본 후쿠시마 원자력 발전소에서 심각한 원전 사고가 발생한 지 10년이 지났지만, 원자로의 상황은 여전히 ​​위급하다. 멜트다운을 제어하기 위해서는 여전히 냉각되어야 한다. 원자로 용기와 계통이 빡빡하지 않기 때문에 방사성 냉각수가 끊임없이 흘러나와 탱크에 펌프로 저장된다. 이 오염된 물의 120만 톤 이상이 이미 현장에 저장되어 있으며 매일 약 170톤이 추가된다.

따라서 운영 회사인 Tepco는 일본 정부에 이 물이 정화된 후 바다로 배출될 수 있도록 신청했다. 이를 위해서는 먼저 수조의 물을 40배 희석한 다음 점차 바다로 끌어들여야 한다.

삼중수소와 다른 핵종은 어떻게 바다에 퍼질까?

문제는 특별한 세척 과정에도 불구하고 방사성 원소인 삼중수소를 물에서 제거할 수 없다는 것이다. 이 방사성 핵종은 고용량에서만 유해한 것으로 간주돼 국제 원자력 기구(IAE)에서 배출을 무해한 것으로 분류한 것이 사실이다. 그러나 모든 사람이 그렇게 보는 것은 아니다. 연구원들은 후쿠시마 폐수의 삼중수소 수준이 리터당 약 백만 베크렐이 될 수 있다고 추정한다.

또한 스트론튬, 세슘, 요오드, 코발트를 비롯한 60개 이상의 방사성 핵종의 잔류물이 Tepco가 인정하는 것보다 더 많은 양으로 정제수에 남아 있다는 증거가 있다.
그럼에도 불구하고 배출은 2021년 8월에 승인되었으며 2023년에 시작되어야 한다. 이것이 태평양 지역에 의미하는 바와 후쿠시마의 방사성 핵종이 어떻게 확산될 것인지 최근 두 가지 모델을 사용해 Shenzhen의 Tsinghua University의 Yi Liu와 그의 동료들이 조사했다.
하나는 거시적 수준의 전파를 나타내고 다른 하나는 개별 입자의 경로를 따른다.

동쪽으로 직진

시뮬레이션 결과:
방출 시작 후 처음 120일 동안 방사성 핵종은 위도 30도, 경도 40도에 걸쳐 빠르게 퍼졌다.
그들은 북쪽과 남쪽보다 동쪽으로 더 많이 움직인다. 그 이유는 연구원들이 보고한 바와 같이 북쪽으로 흐르는 쿠로시오 해류와 남쪽으로 흐르는 오야시오 해류가 만나는 지점 근처 후쿠시마의 위치 때문이다.

따라서 대부분 오염은 일본과 아시아 해안을 따라 북쪽과 남쪽으로 퍼지는 것이 아니라 동쪽으로 흘러가고 있다고 Liu와 그의 동료들은 설명했다. 그 결과 태평양을 가로질러 북위 35도선을 따라 더 고도로 집중된 오염 띠가 형성되고 있다.

▲ 매크로 확산 시뮬레이션과 입자 수준 시뮬레이션에서 오염된 물의 확산. 중간에 세 비교 도시의 농도 프로파일. © Science China Press

먼저 캘리포니아, 그 다음 태평양의 나머지 지역

1,200일(약 3년) 후 후쿠시마에서 오염된 물이 태평양을 건너 미국 서부 해안에 도달했다.
그곳에서 캘리포니아 샌디에고와 같은 도시 해안의 방사성 핵종의 농도는 일본 해안의 미야자키시 또는 중국 상하이보다 훨씬 높은 값에 도달한다. 연구원들은 "이 현상은 일본 앞바다의 강한 해류에 근거한다"고 말했다.

오염된 물은 적도 지역에 도달하자마자 적도 해류와 함께 태평양의 남쪽 절반으로 씻겨 들어간다. 6년 반 동안 인도양과 호주에도 도달했다. 잠시 후, 후쿠시마 방전으로 인한 삼중수소와 나머지 핵종들은 태평양 전역으로 퍼질 것이다.

정량적 계산의 기초

연구진은 시뮬레이션을 사용하여 태평양과 주변 해안의 여러 지역에서 방사성 삼중수소 및 기타 핵종의 수준이 얼마나 높을지 정확히 추정할 수 없다. 그러나 그들의 모델은 미래의 정량적 계산을 위한 기초로 중요하다고 Liu와 그의 동료들은 설명했다.
(National Science Review, 2021, doi: 10.1093 / nsr / nwab209)
출처: Science China Press

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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