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[日대지진]폭발사고 문제의 원자로 구조 어떻길래?

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  • 조철희 기자
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  • 2011.03.15 13:49
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원자로, 원료봉, 시버트가 뭘까?

일본 후쿠시마 원자력발전소에서 수소 폭발이 발생하고 대량의 방사능 물질이 누출되는 등 핵재앙에 대한 우려가 고조되면서 관련 속보가 쏟아지고 있다. 그러나 원자력 발전의 복잡한 원리와 전문 용어들을 고스란히 이해하기는 쉬운 일이 아니다.

후쿠시마 원전을 운영하는 도쿄전력은 15일 오전 2호기 폭발 사고와 관련, "6시14분께 2호기 원자로 압력제어실 쪽에서 폭발음이 들렸고 압력이 감소했다"고 밝혔다. 현지언론들은 진작부터 냉각수 수면 위로 노출된 연료봉의 노심용해(멜트다운)가 우려됐던 끝에 분열 반응이 일어나 수소 폭발을 일으킨 것으로 보인다고 설명했다.

[日대지진]폭발사고 문제의 원자로 구조 어떻길래?
언뜻 봐서는 자세한 내용과 상황을 이해하기 어렵다. 우선 도쿄전력이 말한 압력제어실은 원자로를 둘러싼 격납용기 속 하단부에 위치한 물을 저장하는 설비다. 격납용기 안에 찬 증기를 빼내고 물을 채워 넣는 저장 장치다.

원자로에 냉각수를 넣는 것은 매우 중요한데 폭발한 1~3호기 모두 지진 발생으로 정상적인 전력 공급이 중단되면서 냉각 장치에 이상이 발생했기 때문이다. 해수를 끌어들여 연료봉의 과열을 막아보려 했지만 연료봉은 수면 위로 노출돼 녹기 시작했다. 여기서 말하는 연료봉은 핵연료를 담고 있는 피복관이며 보통 50~230개 정도가 한묶음이다.

이 연료봉이 이상 과열로 녹는 현상을 멜트다운이라고 한다. 멜트다운은 핵폭발 다음으로 가장 우려되는 원전 사고다. 멜트다운이 발생하면 대량의 방사능 물질이 외부로 누출될 수 있다. 원자로 격납용기 내 압력 증가를 막기 위해서는 환기가 불가피한데 이때 방사능 물질이 밖으로 빠져 나가는 것이다.

원자로를 둘러싸고 있는 격납용기는 고강도 철근과 콘크리트로 구성돼 있다. 그러나 이번 경우처럼 폭발로 인해 균열과 손상이 발생할 수 있다. 15일 폭발한 2호기는 격납용기가 손상돼 더 많은 방사능 물질 누출이 우려되고 있다.

지난 12일 1호기의 수소 폭발과 멜트다운으로 누출된 방사능 물질은 세슘과 방사성 요오드였다. 세슘은 핵연료인 우라늄 핵분열 과정에서 나오는 인공 물질로 체르노빌 원전 사고 때도 누출된 적이 있다.

세슘은 항암 치료에 쓰이기도 하지만 정상 세포가 노출되면 오히려 암을 유발할 수 있다. 질량이 절반으로 줄어드는 반감기가 30년이나 돼 피폭시 인체에 오래 남아 있게 된다.

또 방사성 요오드는 갑상선암을 유발할 수 있다. 요오드 물질을 먹으면 방사성 요오드의 체내 흡수를 막을 수 있다.

한편 이날 오전 일본 정부가 발표에 따르면 3호기 주변 방사선량 수치가 시간당 400밀리시버트를 기록했다.

밀리시버트는 방사선량 측정 단위로 1밀리시버트는 1000마이크로시버트와 같다. 사람이 1년 동안 자연적으로 노출되는 방사선량은 X선 촬영 등 의료용을 제외하고 1밀리시버트에 불과하다. 따라서 3호기 주변의 400밀리시버트는 상당한 방사선량이다.

실제로 인체에 영향을 미치는 규모는 연간 100밀리시버트 전후다. 체르노빌 원전 사고 때는 작업 인부 약 20만명이 100밀리시버트에 피폭됐으며 원전 주변 주민들 27만명은 50밀리시버트에 피폭됐다.

국제원자력기구(IAEA)에 따르면 당시 직접 피폭 사망자는 56명이었으며 최대 4000명이 암으로 사망했다. 그러나 그린피스는 20만명이 사망한 것으로 추정했다.



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