미래정책자료실

토의


상세
[후쿠시마 방사능 오염수 방류의 위험성] 이정윤 대표 (201106)
  1. 작성자
    관리자
    등록일
    2020.11.06
    조회수
    169
201106_후쿠시마_원전_오염수_문제_이정윤.pptx

 

 

후쿠시마 원전 오염수 문제와 대응방안

 

 

후쿠시마 원전 오염수 문제와 대응방안

일 시 : 2020116() 오전 10

발제자 : 이정윤 원자력안전과미래 대표

정 리 : 장평안 연구원

 

중점 발제 내용

 

목차

. 후쿠시마 원전사고

. 후쿠시마 원전의 오염수

. 국제협약

. 결론

 

 

이정윤 대표 :

 

. 후쿠시마 원전사고

20131016일 아베 정권은 후쿠시마 원전 1호기는 ‘Under Control’이라고 발표했다. 하지만 이는 사실이 아니다. 후쿠시마 원전사고는 2011311일 일본 동북부 지방을 관통한 대지진과 그로 인한 쓰나미로 인해 발전소가 침수되어 전원 및 냉각 시스템이 파손되면서 발생했다. 12일 가장 먼저 1호기에서 수소폭발이 일어났으며, 133호기, 142호기, 154호기 순으로 연달아 사고가 일어났다. 당시 4호기는 핵원료 재장전 기간이었기 때문에 핵원료를 저장 수조에 저장 중이었으므로 폭발하지 않았으나, 만약 폭발했다면 동경 시민 전체가 대피해야 할 상황이었다.

사고 직후부터 방사능이 해양과 대기 중으로 빠져나가기 시작했다. 20114월부터 20125월까지 후쿠시마 사고에 대해 추정된 방사성물질 방출량을 I-131Cs-137을 대표 핵종으로 INES(국제원자력사고척도) 환산으로 보면, 최저 370PBq, 최대 770PBq가 나온다. 반면 체르노빌 사고 당시 방출된 양은 5,200PBq이다. 체르노빌 원전사고와 후쿠시마 원전사고의 차이점은 체르노빌은 원자로가 통째로 폭발하면서 핵원료가 대기 중으로 퍼져나간 것이고, 후쿠시마는 핵원료가 녹으면서 수소가 발생해 점화되어 폭발로 이어진 것이라 대기 중으로 퍼져나간 정도가 체르노빌에 비해 적다는 것이다.

하지만 문제는 해양 방출 추정치에 있다. 프랑스 IRSN에 따르면 2011321일부터 7월 중순까지 4개월간 해양으로 방출된 방사성물질 추정치는 1,080PBq. 이 수치를 사고 이후 2년 동안 배출했으므로 체르노빌 사고 방출량보다 높은 수치가 바다로 빠져나갔음을 알 수 있다. 일본은 2013년에서야 ALPS라는 장비를 통해 오염수를 지상에 저장하기 시작했고 이를 기점으로 바다로 빠지는 오염수의 양이 상당히 줄었다.

20199월 기준 후쿠시마 원전 현황은 1호기에 오염수가 1,760, 핵원료가 392다발이 저장되어 있고, 2호기에 오염수 4,260, 핵원료 615다발, 3호기에 오염수 4,910, 핵원료 538다발, 4호기에 오염수 3,970톤이며 사고 직후 4호기 핵원료부터 인출 했으므로 4호기에는 핵원료가 없다. 이들 발전소 안에는 오염수가 15천 톤이 있으며, 이는 지상에 있는 오염수와는 농도가 비교가 안 될 정도로 고농도의 오염수다. 이 오염수들은 지하수로 빠져나가기 때문에 지하가 얼마나 오염되었는지 예측할 수도 없다. 1호기, 2호기, 3호기 안에 있는 핵원료 중 코륨이 열이 꾸준히 나오기 때문에 열을 낮추기 위해서는 오염수가 있어야 하며, 코륨을 제거하지 않으면 끊임없이 오염수가 발생할 수밖에 없다. 하지만 높은 방사능 수치 때문에 사람이 접근하는 것은 불가능하며, 로봇이 들어가도 반도체가 방사능을 버티질 못한다. 유압 장비를 통해 접근하고 있지만, 이 역시 방사능으로 인한 고장이 많고, 일반 장비로는 촬영조차 할 수 없다. 따라서 코륨을 연구하고 제거가 가장 시급한 과제이지만 전 세계에 코륨을 연구한 국가는 프랑스밖에 없다. 코륨을 제거하기 위해서는 여러 국가의 협력이 필요하지만, 일본은 이를 거부하고 있으며, 전문가를 초청할 때도 미국과 프랑스 전문가 이외에는 받지 않고 있다.

현재 일본은 발전소 지하에서 코륨이 열을 발생하고, 오염수가 계속 나오고 있음에도 이를 해결하기보다 발전소 외곽을 재건하는 데 힘쓰고 있다. 후쿠시마 원전 3호기는 2018년부터 저장소에 있는 핵연료봉 제거 작업을 하고 있으나 아직도 완료하지 못했으며, 1호기와 2호기는 2023년부터 제거 작업에 들어갈 예정이다. 방사능 구역에서는 반도체가 기능을 잃게 되고, 기기와 장비가 원인을 알 수 없는 이유로 작동을 멈추곤 하므로 제거 작업은 예정보다 더욱 지연될 것이다.

 

. 후쿠시마 원전의 오염수

후쿠시마 원자력 발전소는 현재 1호기, 2호기, 3호기, 4호기를 모두 둘러싸는 빙벽을 설치한 상태다. 빙벽은 발전소 안의 오염수가 밖으로 나가지 않고, 밖에 있는 물이 안으로 들어와서 넘치지 않도록 하는 역할을 하지만, 지하수가 계속해서 용출되기 때문에 한계가 있다. 이와 더불어 원자로로 들어가는 지하수를 인위적으로 끌어올려 수위를 떨어뜨리는 방식을 함께 쓰고 있지만, 이 방식도 지하수가 계속 용출되기 때문에 수위는 다시 올라가고 계속해서 오염수를 생성한다. 지하수 이그렇기 때문에 빙벽 이외에도 방사능을 제거하는 ALPS 설비로 물을 끌어 올려 탱크에 저장하는 방식을 이용하고 있다.

2013ALPS 설비 도입 이후 2014년부터 지하수로 용출되는 오염수의 양을 보면 초기에는 500톤 정도였으며, 내륙 쪽 빙벽 설치 후 약 400톤까지 줄었다가 바다 쪽 빙벽 설치 후에는 약 200톤까지 줄었으며, 최근에는 150톤 이하로 줄어들어 목표치를 달성했다고 보고 있다.

오염수를 정화하는 순환과정으로는 제일 먼저 세슘을 제거하고, 그 후 소금기를 제거한 후 일부는 냉각을 위해서 원자로로 보내고, 나머지는 ALPS로 보낸다. 나머지가 ALPS로 보내지면 ALPS는 오염수에서 방사성 핵종들을 제거한 후 저장하는 절차로 이뤄진다.

ALPSAdvanced Liquid Processing System으로서 알파핵종 제거와 스트론튬 흡착을 억제, 다핵종 제거 기능을 한다. ALPS는 하루에 750톤의 오염수를 99.99%까지 핵종 제거 처리를 할 수 있다고 알려져 있지만, 현장에서는 다양한 이유로 그렇게까지 정화하지 못하고 있는 실정이다. 일본은 2013년부터 2015년까지 ALPS1단계로 가동하고, 2016년에 용량을 확충하여 2단계로 가동했다.

후쿠시마 원전사고 이후 3개월 뒤인 20116월의 후쿠시마 지역 오염도를 보면, 사고 직후 바람의 방향에 따라 오염이 심하게 되어 있다. 이를 통해 원자력 사고 이후 대피로에 바람이 큰 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 반면, 2018년 오염도를 보면 사고 지역 이외의 지역에도 상당히 방사능이 퍼져있음을 알 수 있다. 이는 방사능이 자연스럽게 사라지지 않고 동식물과 태풍 등을 타고 확산되고 있음을 보여준다.

전문가들은 후쿠시마 원전사고로 누출된 방사능 중 70%는 대기가 아닌 바다를 통해 빠져나갔다고 보고 있기 때문에 방사능으로 인한 대기 오염보다 해양오염이 더욱 심각할 것으로 보고 있다. 2011년 사고 이후 수초에서 취한 방사능 수준도 초기보다 떨어지고는 있지만 0이 되진 않고 있다. 이는 핵종 Cs-137의 반감기가 30년이기 때문에 30년은 지나야 강도가 절반으로 떨어질 것이라는 걸 보여준다. 해수는 일정한 시간이 지나면 방사능 수치가 사고 이전의 수준으로 돌아갈 수 있지만, 바다 바닥에 쌓인 침전물과 생물체의 방사능 수치는 사고 이전과 같은 수치로 돌아가기 어렵다.

현재와 같은 상황이라면 후쿠시마 원전의 오염수 저장 용량은 2022년에 한계에 도달할 것으로 보고 있다. 일본은 오염수 처리에 관하여 5가지 방안을 고려했으나 방류를 하는 것이 경제적으로 가장 적은 비용이 발생하기 때문에 2022년까지 오염수 방류를 끝마치려 하고 있다.

 

. 국제협약

1972년 런던 조약에는 해양투기금지 협약이 포함되어 있고, 19758월 발효가 되고 되었다. 이후 1993년 자문회의에서 해양투기 금지를 채택하고 19942월에 발효됨에 따라 런던협약에 의해 해양투기가 원칙적으로 금지되었다.

또한, UN의 해양법협약에도 주변국과 협의 없이 무단 방출을 할 수 없도록 하고 있다. 따라서 일본의 경우 한국과 협의되지 않은 방출을 원칙적으로 할 수 없다. UN 해양법협약은 남태평양 핵실험 사례부터 시작이 되는데 1973년 프랑스의 남태평양 핵실험에 대해 호주, 뉴질랜드가 자국의 피해를 우려하여 국제사법재판소에 19735월 제소하였다. 국제사법재판소는 19736월 재판 진행 과정에는 실험을 중지할 것을 명령하였으나, 프랑스는 이 분쟁을 다룰 수 있는 재판관이 없다는 이유로 1974년까지 실험을 완료하고 핵실험을 종료하였으며 이에 따라 소송도 함께 종료되었다. 이는 국제사법재판소에서 분쟁을 해결하는 것에는 한계가 있음을 보여준다. 하지만 국제사법재판소에 소송을 하는 자체만으로도 의미가 있다.

 

. 결론

후쿠시마 원전 오염수에 대해 아베 정부가 주장하는 ‘Under Control’은 오염수 발생 및 배출에 대한 현황정보와 해양 누수, 지상 오염 상태에 대한 객관적인 검증자료가 미흡함으로 신뢰할 수 없다. 후쿠시마 원전 오염수는 코륨의 불확실성과 지속 발열로 인해 냉각시간 추정이 불가능하고, 지하수 용출 및 냉각순환 과정 중 지속적으로 오염수가 발생하고 있으며, 지하수의 유로를 확인하는 것이 불가능하다. 또한, ALPS를 통한 정화 과정에도 불확실성이 있어서 국제사회의 감시가 필요하다. 오염수의 일시적 방출로 근해 서식 수산물과 해양생태계를 오염시키는 것을 막기 위해 오염수를 장기 저장하여 반감기를 여러 번 거친 후 희석하여 방출하는 방안을 일본이 선택하도록 해야 한다.

방사능 사고에는 국경이 없다. 일본 역시 고리원전의 설비와 안전에 대해 우려하고 있으며, 한국도 중국의 원자력 발전소 사고를 주시하고 있다. 따라서 상호 감시할 수 있는 동북아 지역의 원자력 컨벤션이 필요하다.

 

 

토의 :

 

 

이수봉 : 100년 동안 오염수를 보관하면 위험성이 없어진다고 보고 있는가?

 

이정윤 : 100년이면 10번의 반감기를 거치기 때문에 극미량의 방사능만 남게 되고 이는 희석해서 방류하면 자연상태로 돌아올 수 있다고 보고 있다. 이를 일본이 받아들이지 않는다면 50년 만이라도 보관 후 방류하도록 해야 한다. 50년 보관만으로도 지금보다 위험성은 상당히 떨어진다. 이는 ALPS로 방사능 핵종을 제거했다는 전제하에 그렇다.

 

이수봉 : 수산물이 들어왔을 때 검사는 어떻게 하고 있는가?

 

이정윤 : 수산물이 들어오는 검역소에서 해야 하는데 방사능 검출기가 설치되어 있지 않다. 원자력 방제 예산은 1년에 60억밖에 되지 않기 때문에 필요한 장비를 마련하는 데 무리가 있다. 이 부족한 부분을 산업부에서 지원해주는 실정이다.

 

 

정우식 : 코륨은 원소인가? 물질인가?

 

이정윤 : 핵원료는 이론적으로 온도가 6,000도까지 올라가기 때문에 원자로 내부의 철 구조물과 시멘트가 함께 녹아 섞이면서 만들어진 화합물이다. 코륨에는 방사성물질이 포함되어 있으므로 열을 계속해서 방출한다.

 

정우식 : 후쿠시마의 하루 오염수 방출량이 500톤에서 150톤으로 줄었는데 잘 대처하고 있다고 볼 수 있는가?

 

이정윤 : 빙벽을 세우면서 오염수의 양이 줄어들었는데, 빙벽의 효과는 확실히 있다고 할 수 있다.

 

 

조준상 : 국제에너지기구(IEA)와 국제원자력기구(IAEA)의 전문가들은 후쿠시마 원자력 사고를 어떻게 보고 있는가?

 

이정윤 : 국제 전문가들도 일본이 정보 공개를 하지 않고 있기 때문에 후쿠시마 원자력 사고의 오염 및 피해에 대해 자세히 알지 못한다. 국제에너지기구와 국제원자력기구도 일본 자체적으로 측정하여 공개한 데이터만을 가지고 분석하기 때문에 정확하다고 할 수 없다. 따라서 정확한 오염과 피해 정도를 측정하고 대책을 마련할 수 있도록 국제사회가 일본에 압력을 가해야 한다.

 

 

양건모 : 체르노빌 원전사고와 후쿠시마 원전사고의 수습 방식이 다른 이유는 무엇인가? 또 일본이 오염수를 장기저장 방식을 택하지 않고 국제사회의 비판을 감수하면서도 방류를 고집하는 이유는 무엇인가?

 

이정윤 : 체르노빌 원전사고와 후쿠시마 원전사고의 차이점은 후쿠시마는 바다 근처에 위치하고 있으며, 발전소 부지가 본래 늪지였기 때문에 지하수가 많이 올라온다. 또한, 코륨이 계속해서 열을 발생시키므로 이를 냉각시키기 위해 물을 투입하기 때문에 오염수가 계속해서 발생하고 있다. 반면 체르노빌은 원자로에서 나온 수소가 폭발하여 원자로 자체를 파괴했다. 그 과정에서 체르노빌은 오염 물질의 확산이 많이 된 대신 농도는 낮아졌다. 체르노빌은 수습과정에서 사고 지역을 덮는 방식을 채택했지만, 후쿠시마는 코륨 제거가 선행되어야 하며, 1호기, 2호기, 3호기에서 핵원료를 제거해야 하는데 이를 제거하지 못하고 있기 때문에 체르노빌처럼 덮는 방식의 수습을 할 수가 없다.

일본이 방류를 고집하는 이유는 전 세계의 이목이 끌리는 동경올림픽에서 자신들이 원전사고 수습을 잘하고 있으며, 원자력 발전소를 다시 가동하겠다는 의지를 보여주려고 하는 것이다. 실제로 일본은 50개의 원자력 발전소 중 절반을 재가동하기 위한 준비를 하고 있다.

 

 

권오성 : 중국과 일본이 계속 원자력 발전을 고수하고 있는데 한국만 포기하는 것이 옳은 방향인가?

 

이정윤 : 세계적인 에너지 추세는 원자력은 위험하므로 에너지 전환으로 가고 있다. 또한, 문재인 정부에서는 점진 축소형으로 원자력 발전소를 줄여나가고 있지만 원자력 발전소는 2080년까지는 운영되기 때문에 안전 문제가 중요하다. 하지만 원자로를 관리하는 현장에서는 원자로 가동을 멈출 것이기 때문에 안전에 대한 투자가 이뤄지고 있지 않다. 안전에 대한 경각심을 갖고 투자를 늘리지 않는다면 폐쇄하는 것이 옳다.

 

정우식 : 한국은 안전 관리에 필요한 기술을 갖고 있으나 투자가 제대로 이뤄지지 않아 그런 상황이 벌어지고 있는 것인가?

 

이정윤 : 그렇다. 안전 관리에 필요한 기술은 한국도 가지고 있다. 원자력 기술의 문제가 아닌 원자력계의 시스템 문제다.

 

양건모 : 한국에서는 원전을 당장 폐쇄하게 된다면 현재 안에 있는 방사능은 어떻게 처리하게 되는가?

 

이정윤 : 아직 원전 폐쇄 이후 대책은 마련돼있지 않다. 원전 폐쇄 후 해체에 들어가기 위해서는 핵폐기물 처리 계획이 승인되어야 하지만 한국은 이러한 대책 없이 해체하겠다고 선언한 것이다.

 

정우식 : 다른 나라는 원전 해체 후 어떤 방식으로 방사능을 처리하는가?

 

이정윤 : 독일의 경우 원전을 폐쇄하고 방사능은 원전 부지 안에 1.5m 두께의 벽을 만들어 그 안에 저장한다. 한국도 원전을 해체하려면 핵폐기물 처리 계획이 먼저 수립되어야만 한다.

 

 

강동호 : 월성원전에 대한 감사원 감사는 어떻게 보는가?

 

이정윤 : 20152월 원자력안전위원회가 월성원전 계속 운전 승인할 때 최신기술 기준을 적용해 안전성이 향상되지 않은 것을 제가 기자회견을 통해 알렸다. 이 내용에 대해 시민단체가 소송을 걸었고 2017년에 시민단체가 승소했다. 최신기술을 적용하지 않아서 문제가 생겼지만, 원자력안전위원회의 잘못이라고 산업부가 이야기할 수 없으므로 경제성 평가로 저지한 것이다.

 

양건모 : 원자력 발전소에 투자되는 돈이 적지 않은데 원자력 발전으로 그 이상의 경제적 효과를 얻을 수 있는가?

 

이정윤 : 원전은 엄청난 혜택을 가진 에너지라고 생각한다. 하지만 경제성 평가는 어떤 기준을 잡느냐에 따라 달라질 수 있다.

 

목록

닫기

비밀번호를 입력하세요