후쿠시마 원전사고 10년 후 (3) "방사능으로 오염된 물은 어디로"

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-03-16 09:41:09
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(2분 30초 읽기)
- 발전소 해체 및 오염 제거에 앞으로 30-40년 소요
- 오염방지 위해 1.5km 얼음벽, 지면에 영하30도 냉매 흐르는 냉가수 라인 매립
- 오염된 물에는 61개의 방사성 핵종 함유
- TEPCO 2022년 부터 폐수 바다로 흘려보낼 계획, 논란의 중심

유체 문제 : 방사능으로 오염된 물은 어디로?


후쿠시마 원전 사고가 있은 지 10년이 지났지만 원자로의 결과는 여전히 통제할 수 없거나 해결되지도 않았다. 원자로 노심 내부의 모습, 압력 용기의 기초가 어느 정도 손상되었는지, 누수되는 부위가 어디에 있는지는 부분적으로만 알고 있다. 

발전소 운영자 Tepco의 일정에 따르면 발전소 해체 및 오염 제거에는 최소 30~40년이 소요된다고 한다. 

▲ 지하 벽과 펌프는 방사성 누출수에 의한 지하수와 해양의 대규모 오염을 방지하기 위해 사용된다. © Tepco

발전소 폐허의 많은 지역에서 방사선 노출이 여전히 너무 높아 특수 로봇조차도 견딜 수 없다. 약 70시버트용으로 설계됐지만 원자로 노심은 때때로 시간당 500시버트 이상의 부하에 노출된다. 3개의 원자로 블록의 사용 후 핵연료 풀에 있는 연소된 연료봉도 아직 회수되지 않았다. 이는 2021년부터 점진적으로 시작해 약 10년이 걸릴 것이다.

얼음벽, 누수 및 펌프

용해된 원자로 노심에서 분해 반응이 여전히 일어나기 때문에 원자로의 손상된 내부 작업도 지속적으로 냉각되어야 한다.
그러나 압력 용기가 더 단단하지 않기 때문에 냉각수는 방사능으로 오염된다.
따라서 냉각 회로로 다시 공급할 수 없으며 발전소 현장의 특수 탱크에 저장된다.
오염된 물은 원자로 건물의 누출과 저장 탱크의 누출을 통해 반복적으로 환경으로 유입되고 있다.

그 결과 발전소 폐허 아래의 지하수와 토양은 방사능이 강하다.
이 오염이 확산되는 것을 방지하기 위해 2016년에 육지 쪽에 1.5km 길이의 얼음벽을 설치했다. 이것은 주변 지하수에서 원자로 블록의 지하를 분리하기 위한 것이다. 이를 위해 냉각수 라인이 지면에 매립되어 영하 30도의 냉매가 흐르고 지하수와 지하수를 비투수성 암석층으로 동결시킨다.

Tepco는 바다 쪽에 2015년까지 2층 벽을 세웠다. 594개의 강관으로 구성된 이 780m 폭의 장벽은 오염된 지하수가 바다로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.
심토로 스며드는 물은 현장의 여러 지점에서 펌핑되어 탱크에 저장 및 정화된다.

가득 찬 탱크

문제는 현재 현장에 약 123만 톤의 방사성 폐수를 포함한 1천 40개의 탱크가 있으며 매일 약 170톤의 오염된 물이 추가된다는 것이다. 운영 회사 Tepco는 늦어도 2022년에는 탱크를 위한 공간이 더 없을 것으로 예상한다.

▲ 현재 100만 톤 이상의 방사능으로 오염된 물이 후쿠시마 제1원자력 발전소 부지의 탱크에 저장돼 있다.

© Susanna Loof / IAEA, CC-by-sa 2.0


그러면 오염된 물을 어떻게 해야 할까?
Tepco는 특수 세척 시스템으로 이 문제를 해결하려고 한다.
소위 “고급 액체처리시스템”(ALPS, Advanced Liquid Processing System)은 물에서 약 60종의 방사성 핵종을 거의 완전히 제거할 수 있어야 한다.
그러나 2019년에 유출된 Tepco 문서에 따르면, 이 오염 제거가 계획된 대로 제대로 작동하지 않는다는 사실이 밝혀졌다.
이에 따르면 스트론튬, 세슘, 요오드 및 코발트를 포함한 61개의 방사성 핵종이 여전히 물에 포함돼 있을 수 있다.

또 다른 문제도 있다.
냉각수에 포함된 방사성 삼중 수소는 ALPS로 제거할 수 없다.
일본 ‘시민 원자력 정보 센터'의 반 히데유키(Ban Hideyuki)는 "처리된 물이 실제로 얼마나 방사능인지는 모르지만 우리의 추정에 따르면 삼중 수소 수준만 리터당 약 100만 베크렐로 추정된다"고 말했다.

그 상태로 바다로 흘러나가?

이는 2022 년부터 정제수를 바다로 배출하려는 Tepco의 계획으로 인해 논란의 소지가 있다.
이를 위해서는 먼저 수조의 물을 40배 희석한 다음 점차 바다로 유입되어야 한다.
거기에 남아있는 오염은 환경에 무해 할 정도로 희석된다.

실제로 국제원자력기구(IAEA)의 전문가 패널도 후쿠시마 폐수를 바다로 배출하는 것을 허용 가능한 것으로 분류했다. 그러나 이는 적절한 안전 표준으로만 수행되어야 한다.
"이를 위해서는 지속적인 모니터링, 정기적인 안전 검토 및 광범위한 모니터링 프로그램이 필요하다"고 IAEA의 Christophe Xerri는 말했다.

그러나 지금까지 일본 정부는 이 도입을 허용할지 결정하지 않았다. 

(계속) 

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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