에너지 기후변화 활동소식

원자로를 진정시키기 위한 사투 Battle to stabilise earthquake reactors

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영국 가지언지가 주로 인용하고 있는 [World Nuclear News] 2011년 3월 12일자에 실린 기

사입니다. 후쿠시마 원전의 폭발과 진정과정을 상세하게 다루고 있어서 기술적인 부분에 대

한 이해를 돕고 있습니다.  많은 시간을 들여서 꼼꼼하게 번역해주신 김레베카님께 감사드립

니다.  
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역사상 유례없는 강력한 지진의 여파로 일본 정부가 고군분투하고 있는 가운데, 관심은 여전히 후쿠시마 제1, 제2 원전에 모아지고 있다. 폭발로 인해 격납용기가 손상되지는 않았으나 밤사이 내내 해수를 주입하는 작업은 계속됐다.


후쿠시마 제1원전의 여섯 개 원자로 가운데 세 개가 가동 중이었는데 어제 지진 강타와 함께 즉각 자동 중지되었고, 곧바로 긴급 디젤 발전기로 잔류열을 제거하는 작업이 시작됐다. 그러나 약 1시간 뒤 발전기들이 멈췄는데, 국제원자력기구IAEA는 쓰나미 홍수가 그 원인이라고 밝혔다.


디젤 발전기들이 멈추자 원전 소유주인 도쿄전력TEPCO은 즉각 정부에 기술 긴급 상황임을 알렸고 정부 관료들은 추가 예방대책 마련에 들어갔다.


가장 시급했던 작업은 꺼져버린 디젤 발전기들을 대체해서 냉각시스템을 완전 재가동할 수 있도록 충분한 휴대 전기 모듈을 연결시키는 일이었다.


압력과 방출 



냉각시스템을 위한 전력이 충분하지 않게 되면서 원자로 1,2,3기 노심에서 나온 붕괴열로 인해 내부의 냉각수는 증발과 함께 그 수위가 점차 낮아졌다. 이어 발생한 냉각 회로 내부의 압력 증가는 압력 방출 밸브를 통해 제어될 수 있다. 그러나 이러한 과정은 결과적으로 원자로 격납용기 내부의 압력을 증가시킨다. 도쿄전력은 후쿠시마 제1원전의 격납용기 내 압력이 약 840 kPa 수준이라고 발표했는데, 이는 이전 수치인 400 kPa의 약 두 배이다.


도쿄전력은 이 과정을 공기와 수증기를 대기로 방출하는 수단을 통해 “해수 주입을 통해 압력수준을 통제할 수 없는 원자로들에만” 적용하기로 했다. 이 수증기는 원자로 노심을 통해 나오기 때문에, 이는 결국 일정 수준의 방사능을 대기 중으로 방출하게 된다는 얘기가 된다. 국제원자력기구는 이 과정이 방사능을 격납용기 내부에 가둬두기 위한 필터링 과정을 거칠 것이라고 보도했다. 도쿄전력은 현재 원자로 1기에서 압력 방출 처리 중에 있으며 곧 2기, 3기에서도 시행할 것이라고 발표했다.


폭발 


TV 카메라는 저녁 6시경 후쿠시마 제1원전의 폭발 영상을 잡아냈다. 압력 방출과 함께 먼지구름이 선명하게 보였지만 당장은 피해 정도가 어느 정도인지 파악하기 힘든 상황이었다. 이후의 영상에선 앙상히 골조만 남은 원자로 건물 꼭대기 모습이 비춰졌다. 일종의 기밀airtight 방식 경계물인 건물 외벽은 격납용기 역할은 하지 않는다.


 













후쿠시마 제1원전과 마찬가지 설계인
원자로 중심 용기와 전형적인 비등수로 원자로boiling water reactor의 두터운 콘크리트 격납용기를 보여주는 내부모형도.




에다노 유키오 관방장관은 폭발로 인해 원자로 건물 외벽과 지붕이 손상되었을 뿐 격납용기가 파괴되거나 한 것은 아니라고 발표했다.  


 그러나 그 전에 후쿠시마 제1원전을 모니터한 결과 (배기탑이나 방출관 같은 통로를 통한) 폭발 원자로 부근의 방사선 준위가 상승했음이 드러났다고 일본 원자력산업안전청Nuclear and Industrial Safety Agency(NISA)이 발표했다. 여기에는 세슘-137이나 요오드-131 같은 물질이 함유되어 있는데, 준위는 시간이 지나면서 점차 낮아졌다.



그러나 문제의 원전에서 방사능 유출량은 시간당 500 microSieverts에 달했는데, 이는 적정한도를 초과한 것이어서 곧 긴급 후속 예방조치가 취해졌다. 이러한 사고는 국제원자력사고척도International Nuclear Event Scale(INES)에 의하면 ‘지역적 영향이 우려되는 사고’인 레벨 4에 속한다.   


방사성 동위원소 요오드가 방출될 가능성이 있어 공중 보건에 끼쳐질 영향에 대비해서 일본 당국은 비방사성 칼륨-요오드 정제를 배포하기로 했다. 이 정제는 인체에 쉽게 용해되어 요오드-131의 체내 침투를 막아준다.


































  







후쿠시마 제1원전


제1 원자로 Unit 1- 439 MWe BWR, 1971- 자동차단 장치 Automatically shut down- 냉각수 수위 저하 Water level decreasing- 압력 방출 실시 Pressure release implemented- 폭발이 관측됨 Explosion observed


– 격납용기는 아직까지는 안전 Containment believed intact- 해수 주입 실시 Seawater injection has started- 방사선 준위는 폭발 이후 상승하지 않음 Radiation levels did not rise after  explosion


제2 원자로 Unit 2- 760 MWe BWR, 1974- 자동 차단 장치 Automatically shut down- 냉각수 수위 낮지만 고정적 Water level lower but steady- 압력 방출 실시예정 Preparations for pressure release


제3 원자로 Unit 3- 760 MWe BWR, 1976- 자동 차단 장치 Automatically shut down- 압력 방출 실시예정 Preparations for pressure release


제4 원자로 Unit 4- 760 MWe BWR, 1978- 정기검사 위해 작동 중지 중 Shut for periodic inspection


제5 원자로 Unit 5- 760 MWe BWR, 1978 


– 정기검사 위해 작동 중지 중 Shut for periodic inspection


제6 원자로 Unit 6- 1067 MWe BWR, 1979- 정기검사 위해 작동 중지 중 Shut for periodic inspection


후쿠시마 제2원전


제1 원자로 Unit 1- 1067 MWe BWR, 1982- 자동 차단 장치 Automatically shut down- 소외 전력 공급 가능 Offsite power available- 냉각수 수준 안정적 Water level stable- 압력 방출 실시 예정 Preparations for pressure release


제2 원자로 Unit 2 – 1067 MWe BWR, 1984- 자동 차단 장치 Automatically shut down- 소외 전력 공급 가능 Offsite power available- 냉각수 수준 안정적 Water level stable- 압력 방출 실시 예정 Preparations for pressure release


제3 원자로 Unit 3- 1067 MWe BWR, 1985- 자동 차단 장치 Automatically shut down- 소외 전력 공급 가능 Offsite power available- 냉각수 수준 안정적 Water level stable- 압력 방출 실시 예정 Preparations for pressure release


제4 원자로 Unit 4- 1067 MWe BWR, 1987- 자동 차단 장치 Automatically shut down- 소외 전력 공급 가능 Offsite power available- 냉각수 수준 안정적 Water level stable- 압력 방출 실시 예정 Preparations for pressure release



지난 몇 시간동안 인근주민 대피령은 그 범위가 점차 넓어져 현재 원전에서 반경 20km 내에 거주하는 주민들에게까지 확대되었다.


해수 주입 


폭발 원자로 건물 내 몇 곳에 해수를 주입하는 작업은 저녁 8시 20분 경 시작되었고, 핵반응을 억제하는 작용을 하는 보린산boric acid을 투입하는 작업이 그 뒤를 이을 예정이다. 도쿄전력은 추가 쓰나미 예보에 따라 이 작업을 잠시 중단해야만 했으나, 경보발령 해제와 함께 속개했다.



온도 상승   



한편 바로 옆 후쿠시마 제2원전에서는 지진 강타 이후 원자로 네 곳이 차단되었고, 도쿄전력은 일 정부에 추가 기술 긴급 상태임을 알렸다.   



제1원자로의 노심 격리 냉각시스템은 정상상태로 되돌아갔고, 나중에 응축 보충수 처리시스템을 따로 가동시키는 작업도 추가되었다. 그러나 이 후자의 작업은 압축실 온도가 100ºC에 달하면서 현지시간 새벽 5시 32분에 중단되었다. 이로 인해 도쿄전력은 다시 한 번 일 정부에 추가 기술 긴급 상황임을 알렸다.  



도쿄전력은 후쿠시마 제2원전의 원자로 네 곳 전부 격납용기 내부의 압력 방출을 실시할 예정이라고 발표했다.



현재 양 원전에서 반경 10km 내에 소개가 이루어지고 있으며 20여만 명의 시민이 긴급 대피했다.



원전 작업인부들 


후쿠시마 제1원전 배기탑의 크레인 작동 콘솔 내에 갇혀있었던 인부 한 명이 심각한 부상으로 인해 사망했다고 확인됐다. 같은 원자로에서 폭발로 인해 네 명의 인부가 부상을 입어 현재 병원에서 치료 중에 있다. 하청업자 한 명도 의식불명 상태에서 발견되어 병원으로 긴급 이송됐다.  


‘협력 회사’의 인부 두 명도 부상을 당했고 이 중 한 명은 골절상을 입었다고 도쿄전력은 발표했다. 호흡 장애를 일으켰던 도쿄전력의 직원 한 명도 병원으로 이송됐다.


후쿠시마 제3원전에서는 한 인부의 방사능 피폭량이 106 mSv로 나타났다. 이는 분명 우려할만한 수준이긴 하나 몇몇 국가의 핵안전규준에 따르면 긴급상황시에는 허여 가능한 수치이다.


현재 도쿄전력 인부 두 명이 행방불명 상태이다.


번역 : 김레베카bushtocourt@hotmail.com (서울 환경연합 대의원)



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