■ 원자력 발전소의 안정성을 알기 전에 원자력발전의 원리를 알아보자

 ≫ 원자력발전을 들여다보면, 수증기를 만드는 과정만 제외하고는 그 원리 가 다른 화력발전과 동일하다. 화력발전에서는 보일러에 물을 넣고, 석탄이 나 석유를 태워 물을 끓이면 수증기가 발생한다. 그리고 이 수증기를 이용 하여 터빈과 발전기를 돌려 전기를 만든다. 원자력발전도 수증기를 만들어 터빈과 발전기를 돌려 전기를 생산하는 것은 동일하다. 다만, 수증기를 만 드는 과정이 다를 뿐이다. 원자로라는 보일러에서 석탄이나 석유를 태워 열을 얻어내는 것이 아니라 핵분열을 일으켜 발생되는 열을 이용하여 물을 끓인다는 점이 다르다.

핵분열이란 자연에 존재하는 가장 무거운 원소인 우라늄이 중성자를 흡수하여 둘 또는 셋으로 조각나는 현상을 말한다. 핵분열이 일어나면 우라늄은 간데없고 다른 원소들이 생성되는데, 이 과정에서 잉여중성자가 나와 반응을 지속시킬 수 있어 끊임없이 핵분열 반응이 지속되는 것을 핵분열 연쇄반응이라 일컫는다. 사실 하나의 핵분열이 일어날 때 발생되는 열량은 아주 적으나, 연쇄반응이 지속적으로 일어난다면 발생되는 에너지가 너무 커서 인간이 제어할 수준을 넘게 될 수 있으며, 아무 조절하지 않고 가만 두면 그것이 바로 핵폭탄이 된다. 한 번의 핵분열이 일어나면 두 개 이상의 잉여중성자가 나오는데 이 중성자로 인해 새롭게 두 번 이상의 핵분열반응이 일어날 수 있다. 그렇게 되면 다음 단계에서는 4번 이상의 반응, 그 다음에는 8번 이상으로 핵분열 반응으로 기하급수적으로 증가한다. 발생하는 에너지 양도 기하급수적으로 늘어나는 것이다. 이러한 연쇄반응을 지속하면서 잉여중성자를 하나만 남겨놓고 나머지를 없애버린다면 다음 단계에서 핵분열은 하나만 일으키게 되며, 이런 조절을 매 연쇄반응마다 할 수 있다면 에너지는 충분히 활용될 수 있을 것이다. 이렇게 만든 것이 원자력발전이다.


■ 핵분열 연쇄반응은 알았다, 연쇄반응 자체가 위험한 것은 아닌가?

 ≫ 우라늄에는 두가지가 있다. 자연에서 존재하는 우라늄-238, 그리고 실제 핵분열을 일으킬 수 있는 우라늄-235가 있다. 우라늄-235는 자연에 1/140 정도로 극히 적은 양만이 존재한다. 그리고 원자로에는 우라늄-238이 95.5%의 비율로 들어가게 된다. 우라늄-238은 핵분열을 할 수 없어서 핵분열 반응을 일으키려면 반드시 그런 반응이 일어날 수 있는 조건을 만들어야 한다. 우라늄-235가 바로 그것이다. 우라늄-238은 핵분열을 할 수 없지만 우라늄-235의 희석제로 사용하고 있다. 그래서 폭탄과 원자로에 들어가는 우라늄은 똒같이 우라늄이라고 칭하지만 그 성분이 다르다고 할 수 있다. 원자로에서는 일부 출력이 갑자기 증가하더라도 충분히 대처할 수 있는 정도의 자연 우라늄을 섞어 쓴다고 보면 된다. 우라늄-238도 폭발할 수 있지 않은가? 라고 생각할 수 있는데, 하나의 예로 우라늄 원광이 있는 지역에서 핵분열 연쇄반응이 일어나 스스로 폭발하는 경우는 아직 한 번도 없었고, 아마 앞으로도 발생하기 어려울 것이다. 결론적으로 원전은 관리가 정상적으로 잘 된다면 결코 스스로 폭발될 수 없다.


■ 방사선의 종류와 그 위험성, 그리고 활용

 ≫ 방사능과 방사선이 있다. 방사능(Radioactivity)은 정성적으로 방사성 물질이 방사선을 내는 강도를 뜻하며, 정량적으로는 방사성 물질에 들어있는 불안정한 핵의 양을 말한다. 방사선(Radiation)이란 방사능을 가진 원자에서 발생하는 빛 또는 물질이다. 몸을 투과하면 분자와 공명하여 세포를 파괴시키거나, DNA 혹은 RNA의 수소결합을 절단하여 유전자를 파괴하거나 변형시킨다. 일반적인 노출은 인체에 해가 되지만 이를 집중하여 쬐면 종양 등을 파괴하고 유전자를 변형시킬수 있는 수단이 된다. 약한 상호 작용에 의해 원자가 붕괴하면서 나온다. 즉, 방사선을 어떻게 사용하냐에 따라 해가될 수 있고 득이 될 수 있겠다. 이러한 방사선에도 좋류가 있는데, 아래와 같겠다.

 1. 첫번째로 이온화 방사선이라고 있다. 보통 방사선이라고 하면 이온화 방사선을 말한다. 이온화 방사선은 인공적 또는 자연적인 핵반응에 의해 발생되며, 번개에서 초신성 폭발 등 자연적 과정에서 생성된 전자기장에서 전이된 입자의 가속 등에 의해 발생한다. 이온화 방사선은 환경에서 흔히 발견되는데, 자연적으로 발생하는 방사성 물질과 우주선으로부터 온다. 보통 인공적인 근원으로는 인위적으로 생성된 방사성 동위 원소들, X-선관, 입자 가속기 등이 있다. 이온화 방사선은 보이지 않으며, 인간의 감각으로는 직접적으로 탐지되지 않아, 이온화 방사선이 있는지를 감지하려면 가이거 계수기와 같은 장비가 필요하다.

 2. 두번째로 알파선이 있다. 알파선은 낮은 투과율로 피부를 통과하지 못하나 채네에 유입되면 유해성이 매우 높아진다. 예를 들면 상처난 피부, 호흡, 경구섭취[각주:1] 등이다. 알파선은 높은 이온화 특성을 지니는 입자의 하나이다. 알파 입자는 우라늄이나 라듐과 같은 방사성 물질이 알파 붕괴를 하는 도중에 방출되는데 이 과정에서 때로는 원래의 원자핵이 들뜬 상태에 놓이기도 하며, 남는 에너지는 감마선 방출을 통해서 방출되기도 한다. 알파 입자는 전하와 무거운 질량 때문에 쉽게 물질에 흡수되며 공기 중에서는 몇 센티미터 밖에 나아가지 못한다. 휴지 한장에도 흡수되며 사람의 외피층(약 40 마이크로미터, 몇 개 가량의 세포 두께)에도 흡수된다. 이러한 이유로 먹거나 흡입하지 않는다면 일반적으로는 위험하지 않다. 하지만, 무거운 질량 및 강한 흡수성 때문에 일단 체내에 진입하게 된다면 가장 위험하기도 하다.

 3. 세번째로 베타선이 있다. 몇몇 방사능 핵종에서 방출되는 고에너지, 고속의 전자나 양전자 입자를 베타 입자라고 한다. 이 베타 입자로 방출되는 것을 베타 광선(베타선)이라고 한다. 베타선은 중간정도의 투과력과 중간정도의 이온화능력을 가진다. 대부분의 베타입자들은 수mm의 알루미늄으로 차단시킬 수 있으며 베타선은 알파선보다 이온화가 강하다. 베타 입자들은 눈이나 뼈의 암 등 건강을 다루는데 쓰이고, 인체 내부 관찰을 위해 사용되기도 한다. 베타 입자들은 물질들을 관통하여 분자구조를 변형시키기도 한다. 이러한 변화는 암이나 죽음과 같은 심각한 결과를 초래할 수 있다. 만약 DNA의 분자구조가 변형된다면 돌연변이를 만들어낼 것이다. 또한, 베타입자들은 암세포를 죽이는데 사용되기도 한다.

 4. 네번째로 감마선이 있다. 방사능 및 전자와 양전자가 충돌하여 없어질 때 감마선이 생성된다. 감마선은 알파선과 베타선에 비해 투과성이 높으며 화상, 암, 유전자 변형과 같은 피해를 유발한다. 핵전쟁등에서 사용될 가능성이 있는 핵무기의 낙진에서 발생하는 감마선은 수많은 사상자를 유발한다. 보통 감마선을 차폐[각주:2]하기 위해서는 많은 양의 물질이 필요하다. 감마선의 에너지가 높을수록 더욱 두꺼운 차폐물이 요구된다. 감마선의 강력함은 박테리아 제거 등을 통한 의료기기의 살균에 유용하게 쓰인다. 또한 음식물, 특히 육류나 채소의 신선함을 유지하기 위해 박테리아나 벌레를 제거하는 데 사용되기도 한다. 감마선은 암을 치료하는 데 사용되기도 한다. 

 5. 다섯번째로 중성자선이 있다. 중성자가 빛처럼 나아가는 방사선의 종류 중 하나이며 핵반응시에 나오므로 원자로를 가동할 때나 중성자폭탄이 폭발할 때도 나온다.

 6. 여섯번째로 엑스선이 있다. 엑스선은 매우 빠르게 움직이는 전자가 무거운 원자에 충돌할 때 발생한다. 독일의 물리학자 빌헬름 콘라트 뢴트겐이 처음 발견하여 이름붙였으며, 그의 이름을 따라 뢴트겐선으로도 부르기도 한다. 엑스선은 주로 의료용 엑스선으로 투시검사, 혈관조영 검사, CT검사 등 여러분야에서 사용된다. 또한 산업 및 기타용도로 부품이나 용접 부분에 엑스선 촬영을 실시해 부품, 용접 부위의 무결성을 검사하는데 이용할 수 있다. 또한 인천 공항 수하물 스캐너는 수하물의 내부를 엑스선으로 쪼아 투영함으로써 위험 물질이나 무기 등을 찾을 수 있었다. 엑스선은 파장이 짧은 전자기파이기 때문에 물질을 잘 통과한다. 엑스선을 이용하여 물질의 구조를 결정하거나 인체 내부의 이상을 알아보는 등 응용 범위는 매우 넓다.


■ 원자력 발전소의 안전장치

 ≫ 원자력 발전소 안전설계의 근본적인 개념은「심층방호(Defense in Depth)」이다. 여러 겹의 방어선을 설치하여 고장 즉 이상상태가 더욱 확대된 결과 발생되는 사고(Accident)를 각 방어선에서 막도록 하되 어느 하나가 실패하면 그 다음 방어선이 막는다는 개념이다. 원자력 발전소의 정상운전 상태를 벗어나서 안전에 영향을 줄 수 있는 일반적인 이상(異常)상태는 원자로 긴급정지로써 사고로 확대됨을 충분히 방지할 수 있지만, 긴급정지만으로는 도저히 막을 수 없는 사고도 있다.  그 대표적인 것으로 원자력 발전소 최악의 가상사고인 원자로 냉각재 상실사고 등이 있다. 냉각재가 부족하여 노심이 녹아 손상되는 등은 긴급정지로 막을 수가 없다. 대표적으로 [체르노빌 원자력 발전소] 사고와 이유 그리고 그 과정 #1에서 다루는 이유가 냉각재 상실사고와 연관이 있다. 이러한 만약에 상황이 발생하여 냉각능력을 상실하더라도 원자로 바깥에 별도로 설치되어 있는 탱크에서 자동으로 비상용의 냉각재 및 중성자 흡수물질인 붕산수를 함께 원자로 내에 공급하여 핵분열 반응을 중지시킴과 동시에 과열된 핵연료를 냉각시켜 방사성 물질의 근원인 핵연료봉의 손상을 방지해준다. 그 외에 원자로 냉각재 주요 배관이 절된되는 경우 고압안전주입 장치가 작동하고 있어서 안전주입탱크 및 저압안전주입장치가 순차적으로 작동되어 원자로 내에 붕산수를 공급하여 과열된 노심을 냉각시키게 된다. 또한 냉각재 계통의 주요 배관이 약간만 파손되어 원자로내의 냉각수 물이 서서히 감소되더라도 먼저 고압안전주입장치가 작동하고 원자로내의 압력이 점차 감소하여 물이 끓게 되어 핵연료봉의 냉각이 어려워지면 이어서 안전주입탱크, 저압안전주입장치가 차례로 작동하여 과열된 노심을 냉각시킨다.

 ≫ 그 외에도 격납용기 압력강하장치라고 하여 고온, 고압의 원자로 냉각재가 파열부위를 통해 바깥으로 빠져 나오면 순간적으로 증발되어 매우 큰 압력을 미치게 되는데 이러한 이유로 이러한 현상을 방지하기 위해 원자로 천정에 분무 장치를 두어 격납용기의 압력이 상승하여 일정 한계치에 도달하면 자동적으로 붕산수를 분사시켜 수증기를 응축시킴으로써 인체에 유해한 방사성 기체를 제거한다. 이러한 심층방호 구조로 하나의 문제가 발생하면 다른 방어선에서 막도록 되어 있다는 것이다.

 ≫ 결정적 문제는 이러한 긴급노심냉각장치 등을 사용자가 수동으로 꺼버리는 사태다. [체르노빌 원자력 발전소] 사고와 이유 그리고 그 과정 #1에서 관련 내용을 다룬다. 체르노빌 원자력 사고에서는 실험을 위해 연구원이 긴급노심냉각장치를 꺼버린다.



■ 아래는 방사능의 안정성에 대한 유튜브 영상을 가져왔다.

 ≫ 사실 본 내용은 방사능의 위험성도 소개하지만, 본 주제는 그게 아니라는 것은 함정, 본 내용에 관심있게 읽었다면 재밌게 볼 수 있을 것이다.




출처 : http://www.karc.or.kr/pds/data/1351743489_02.pdf, http://tip.daum.net/question/3612172

그 외 방사선, 알파선, 베타선, 감마선, 중성자선, 엑스선 등의 위키백과



  1. 경구섭취 : 방사성 물질이 체내로 섭취되는 경로의 하나로 입에서 소화기관에 들어가는 것. [본문으로]
  2. 차폐 : 가려막아 덮음 [본문으로]
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산업화 사회가 발전하기 위해서는 무엇보다 동력원이 필요하다. 아직도 많은 분야에서 석탄, 석유, LNG 등과 같은 화석연료를 사용하고 있으나, 화석연료가 배출하는 이산화탄소가 지구온난화의 주범으로 인식되면서 전 세계적으로 이산화탄소의 배출을 억제하기 위해 화력발전량을 점차 줄이려 하고 있다. 그러나 문제는 산업화를 지속하기 위해서는 에너지 즉 동력원이 필요한데, 마땅하게 화석연료를 대체할 수단이 없다는 데 있다. 우리나라는 일찍이 원자력이라는 ‘제3의 불’을 도입하여 경제발전을 위 한 주 동력원의 역할을 맡겼다. 부존자원이 전혀 없는 우리나라는 1970년대 초, 원자력발전을 도입하여 지금과 같은 경제성장의 길을 열 수 있었고, 아 직도 성장해야 하는 우리로서는 당분간은 주 동력원인 원자력에 의존할 수 밖에 없다고 보인다. 원자력에너지는 많은 장점이 있다.


■ 원자력 발전의 장점

 ≫ 우선 경제성이 뛰어 나고, 수송이 용이하며, 환경에 전혀 영향을 주지 않는 깨끗한 에너지라는 점 등입니다.

 1. 온실가스를 배출하지 않고 대규모의 에너지수요 증가에 대처할 수 있는 유일한 수안이며 현재 다른 대안이 없는데, 화석연료의 대량사용으로 발생되는 이산화탄소(CO2), 황산화물(SOx),질소산화물(NOx)등이 지구온난화와 산성비의 주요 원인이기 때문인데 만약 선진국들을 중심으로 온실가스 감축 감소를 한다면 이산화탄소 배출량이 세계 1위이며 총 에너지소비 중 화석연료의 비중이 80% 이상인 우리의 에너지인 다 소비형 산업구조에서는 전 산업분야에 크게 영향을 줄 것으로 예상된다. 또한 지속되는 경제성장에 따라 에너지소비 증가율 10% 이상인 점을 감안할 때 당장 석유나 석탄의 사용을 줄이기 위해서는 그 대신 공해물질을 배출하지 않는 청정 에너지로 대체할 수 있어야 합니다. 대체에너지로는 소비하더라도 다시 재 생성되는 재생에너지(자연에너지)와 원자력에너지가 있는데 태양열, 풍력 같은 재생에너지는 소용량이며 지리적, 지형적조건의 제한으로 아직 실용단계가 아닙니다. 따라서 온실가스를 배출하지 않고 대규모의 에너지수요 증가에 대처할 수 있는 에너지로는 원자력발전으로서 원자력발전은 연료채굴에서 폐기물처리까지 전과정에서 이산화탄소의 배출량이 수력발전 수준으로 극히 낮을 뿐만 아니라 산성비의원인이 되는 황산화물과 질소산화물을 배출하지 않는 대표적인 환경 친화적 에너지입니다.

 2. 또 다른 이견으로는 연료 공급의 안정성과 비축효과가 있는데 원전의 연료인 우라늄은 세계 전역에 고르게 매장되어 있어 세계의 에너지정세에 크게 영향을 받지 않습니다. 반면에 석유의 경우 대부분이 중동지역에 편중되어 있어 유사시 공급이 중단될 수 있습니다. 우리나라의 경우 원료인 농축 우라늄만을 수입하여 원전연료 형태로 제작할 수 있는 가공 공장이 있어 중국산 연료로 안정적인 연료공급이 가능합니다. 또한 우라늄은 에너지밀도가 매우 높아 소량의 연료로 막대한 에너지를 낼 수 있어 수송과 저장이 쉽습니다. 예를 들어 100만 kW급 발전소를 1년간 운전하려면석유로는 150만 톤이 필요하나 농축우라늄은 28톤이면 됩니다. 우라늄은 원자로에 한번 장전하면 18개월 가량은 연료를 교체하지 않으므로 그만큼 연료의 비축효과가 있는 셈입니다.이와 같이 다른 에너지원들은 전적으로 수입에 의존하고 있고, 공급이 불안정한 반면 원전의 연료인 우라늄은 공급의 안정, 수송 및 저장의 편리, 큰 비축효과가 있어 에너지를 무기화하는 냉엄한 국제사회에서 에너지 자립이라는 국가안보 차원에서도 원자력은 꼭 필요한 에너지라고 할 수 있겠습니다.

 3. 또 다른 장점은 고도기술의 준국산 에너지입니다. 원자력발전은 고도의 과학기술을 필요로 하는 기술에너지로서 기술자립만 이룩되면 무한한 개발과 이용이 가능합니다. 특히 첨단 과학기술의 집합체인 원전의 기술자립은 우리나라의 과학기술 발전에 크게 영향을 주게 됩니다.우리나라에서 원전은 70년대 두 차례의 오일쇼크를 겪으면서 에너지 다변화에 대한 필요성이 대두됨에 따라 본격적인 개발이 시작되었습니다. 70년대 초 당시 아무런 기술과 경험 없이 원전건설을 시작하여 78년 4월 고리1호기가 최초로 가동한 이후 20년이 지난 지금은 세계 10위권에 들어 가는 원전 선진국으로 부상하였습니다. 현재 원자력발전은 건설 및 운영분야 모두 거의 기술자립단계에 있어 우리기술로 건설하고 있고, 세계 정상수준으로 운영하고 있으며 전체 발전원가 중 연료비 비율이 10% 정도 밖에 되지 않는 준 국산에너지입니다. 에너지 소비절약, 에너지소비 산업의 구조조정, 대체에너지의 이용증대로 에너지 수입을 줄여 나가야 합니다.원자력은 고밀도 기술에너지로 원자력발전의 확대는 그 만큼 화석연료의 수입을 적게 해줌으로써 에너지수입 대체효과(외화절감)가 매우 큽니다. 이 블로그의 [세계가 일본된다] 암울한 세계 경제를 요약한 책 라는 책에서 원전의 경제적인 측면을 확인할 수 있고, 원전사고로 인한 일본경제의 타격을 확인할 수 있습니다. 또한 원자력발전 기술은 하이테크 산업으로 모든 관련 사업으로 모든 관련 산업분야의 기술발전에도 크게 기여하고 있습니다.

 4. 다음 장점은 유리한 경제성입니다. 원자력발전은 연료가 싸기 때문에 발전원가 중 연료비가 차지하는 비율이 매우 낮고 발전원가도 낮아 경제성에서 훨씬 유리합니다.원자력발전은 화력발전같은 다른 발전방식에 비하여 건설비가 많이 들어 초기 투자비는 높지만 발전소 수명기간(약 40년)동안 사용하는 연료인 우라늄이 석유나 천연가스에 비해 월등히 싸기 때문에 매우 경제적인 발전방식으로 볼 수 있습니다. 원자력발전은 연료가 싸기 때문에 발전원가 중 연료비가 차지하는 비율이 매우 낮고 발전원가도 낮아 경제성에서 훨씬 유리합니다.원자력발전은 화력발전같은 다른 발전방식에 비하여 건설비가 많이 들어 초기 투자비는 높지만 발전소 수명기간(약 40년)동안 사용하는 연료인 우라늄이 석유나 천연가스에 비해 월등히 싸기 때문에 매우 경제적인 발전방식으로 볼 수 있습니다.기름 한 방울 나지 않는 우리 나라는 에너지원(석유, 석탄, 천연가스)을 대부분 해외에서 수입하고 있습니다. 에너지 없이는 단 하루도 살 수 없는 것이 우리 생활입니다. 특히 필수 에너지이자 가장 편리한 에너지인 전기는 그 소비가 해마다 급증하고 있어 발전 설비를 계속해서 늘려나가야 합니다. 여기서 우리가 원자력발전을 선택할 수밖에 없는 필요성이 대두되는 것입니다.


■ 원자력 발전의 장점 요약

 1. 원자력 발전소는 에너지 자립의 초석이다. 그리고 에너지 자립은 국력을 좌우한다.

 2. (사고가 발생하지만 않는다면)원자력 발전소는 환경 친화적 에너지이다.

 3. 원자력 발전소는 첨단과학기술의 집합체이며 모두 국산화가 가능하여 고도기술을 선도한다. 북한 원전 또한 우리의 독자적인 기술로 개발된 한국표준형 원전을 통해 기술자립을 이룩했다

 4. 원자력 발전은 안정적인 연료공급 에너지이다. 연료인 우라늄은 세계 전역에 고르게 매장되어 있다.

 5. 원자력 발전은 매우 경제적이다. 다른 발전방식에 비해 건설비가 다소 비싸지만 40년 이상의 운전기간 동안 사용되는 우라늄이 석유나 천연가스에 비해 월등히 싸다.


■ 원자력발전의 단점

 1. 태생적으로 위험적입니다. 현 세대의 모든 산업용 원자로들은 본래 핵무기용 플루토늄 생산, 또는 핵잠수함이나 다른 군함 추진체를 개발하기 위한 디자인에 기초하고 있습니다. 이들 원자로의 수명, 규모, 설계 유형은 모두 다르지만 이들 모두가 안전에 있어 매우 심각한 본질적 위험을 가지고 있는 것입니다. 원자력산업계는 자연적으로 발생하는 방사능 물질과 방사능은 자연스러운 현상이며 이들은 태초부터 존재해왔다고 말합니다. 그러나 그들이 말하지 않는 것이 있습니다. 바로 원자력발전, 원자폭탄의 실험, 생산 및 사고를 통해 인류는 기존에 없었던 방사성물질을 만들어냈고, 이제는 이를 관리해야 한다는 사실입니다.

 2. 또 다른 단점은 원전사고의 위험입니다. 어떤 원전에서든 인간과 환경에 치명적인 방사능이 유출되는 사고는 일어날 수 있습니다. 원전은 심지어 정상적으로 가동되는 동안에도 지속적으로 방사성물질을 대기와 수중으로 방출하고 있습니다. 전세계적으로 신규 원전을 건설하는 데 반대하는 흐름이 형성되자 원전 업계는 기존 원전의 수명을 연장하고자 노력하고 있습니다. 원전이 노후되면 그 위험성이 더욱 높아지기 때문에 노후 원전의 수명이 연장 되어서는 안 되며 안전을 위해 폐로 되어야 합니다.

 3. 또 다른 단점은 핵 폐기물입니다. 핵폐기물은 우라늄 채광 및 농축, 원자로 가동, 사용후핵연료의 재처리 등 핵발전의 모든 단계에서 생산됩니다. 이 같은 핵폐기물의 대부분은 미래세대에 유독성 유산으로 수십만 년 동안 존재하게 됩니다. 폐쇄되는 원전 또한 대량의 핵폐기물을 만들어냅니다. 전세계 대부분의 원자력발전소가 운영을 중단한 이후에도 수 세기 동안 모니터링과 보호조치를 받아야 하는 이유이기도 합니다.

 4. 마지막으로 핵 확산 위험입니다. 원자력발전을 하고 있는 모든 국가들이 핵무기 개발 능력을 보유할 수 있는 가능성을 가진다는 것은 명백한 사실입니다. 따라서 원자력발전을 하고 있는 모든 국가가 잠재적으로 핵무기 개발 능력을 보유한 셈입니다.




출처 : 

http://www.greenpeace.org/korea/campaigns/climate-energy/nuclear-phase-out/problems/

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※ 1과 2에서 원자력 발전소의 사고원인과 이유 그리고 노심과 제어봉에 대한 설명을 접할 수 있습니다.

■ 1986년 4월 26일 사건 그 이후, 체르노빌 원전사고에 대한 처리 : 화재 진압과 방사능의 긴급 누출 방지

 
(폭발직후의 체르노빌 원자력 발전소)

(당시 수석 엔지니어 알렉산드로 아키모프)

 ≫ 체르노빌 발전소의 발전기는 4기가 있었고, 그 중 2기는 추가로 짓고 있던 중이었다. 폭발의 여파로 4호기의 잔해와 3호기에서 발생한 화재를 진압하기 위하여 1986년 4월 26일 사고 직후 소방대원들이 파견되었다. 사고 직후인 1시 28분에 우선 알렉산드르 아키모프가 지휘하는 14명의 소방대원이 파견되어 화재를 진압하기 시작하였고, 오전 4시 경에는 레오니트 텔랴트니코프가 지휘하는 250명의 대원이 추가로 파견되었다. 이들의 노력으로 오전 2시 10분에는 기계동 천장의 가장 큰 불이 진압되었고, 2시 30분에는 폭발한 반응로 건물 천장의 화재 또한 진압되었다. 오전 5시에는 반응로 주변에 일어난 대부분의 화재가 모두 진압되었다. 이 기간 동안 아무도 폭발이 일어난 반응로 근처로 가지 못했기 때문에, 이 기간 동안 반응로의 잔해가 계속 불타고 있었는지는 확실하지 않다. 하지만, 사고 후 처음 20시간 동안 소방대원과 발전소 직원들의 화재 진압 시도로 인해 뿌려진 물이 기화하여, 반응로 주변은 증기로 가득한 상태였다. 이 증기는 가열된 흑연이나 반응로 내부의 지르코늄과 같은 다른 물질과 반응하여 수소 가스를 비롯한 많은 가연성 물질들을 만들어냈다. 이 가연성 물질들은 사고 발생 후 약 20시간이 지난 4월 26일 오후 9시 41분에 반응로의 잔해를 폭발시켰다. 폭발의 여파로 만들어진 불기둥은 거의 50m에 달할 정도의 규모였다. 

 ≫ 이 화재를 진압하고 화재로 인한 방사능의 누출을 막기 위해 5월 5일까지 군용 헬리콥터 30대가 동원되어 여러 물질들이 투하되었는데, 이 물질들은 중성자를 흡수하여 연쇄 반응을 막기 위한 40톤의 붕소 화합물, 열을 흡수하고 이산화 탄소를 발생시켜 화재를 진압하기 위한 돌로마이트 600톤, 방사능 차폐를 위한 2400톤의 납과 1800톤의 모래와 진흙 등이다. 동원된 헬리콥터와 그 조종사의 방사능 피폭을 줄이기 위해, 헬리콥터들은 폭심의 바로 위에 멈춰서지 않고 반응로를 날아서 통과하면서 투하물들을 떨어뜨렸다. 이 때문에, 투하물 중 일부는 목표인 노심을 빗나가 그 주변에 떨어졌으며, 이렇게 주변에 떨어진 투하물들은 반응로 내부의 열을 흡수하지 못하고 잡아두는 역할을 해 반응로의 온도를 높이고 방사능의 추가 누출을 불러일으킨 것으로 추측된다. 헬리콥터에 의한 화재 진압 시도는 5월 7일까지 지속되었으나, 폭발로 인해 건물의 구조가 약화되어 추가 폭발 또는 노심 용해 사고가 발생할 우려가 있어 5월 10일까지 중단되었다. 헬리콥터에 의한 시도가 중단된 이후에는 원자로 3호기에 있던 액체 질소를 노심에 주입해 5월 9일 반응로의 화재가 마침내 진압되었다.


■ 소련정부의 사고 공표
 ≫ 소련 정부는 사고가 일어난 사실을 즉시 공개하지 않았다. 그러나 사고가 발생했던 1986년 4월 26일 아침에, 사고 지점으로부터 북서쪽으로 약 1,200 km 떨어진 스웨덴의 포스막 원자력 발전소에 출근한 과학자의 의복에서 포스막 발전소에서는 발견된 전례가 없는 방사능이 검출되었다. 4월 27일과 28일에는 정상 수준보다 6배 이상 높은 방사능이 스웨덴뿐만 아니라 핀란드를 포함한 스칸디나비아 반도의 여러 지역과 덴마크에서 검출되었고, 스웨덴 정부는 대기 상황을 고려하여 이 물질이 소련에서 날아온 것으로 추측하고 소련 정부에 해명을 요구하였다. 소련 정부는 관영 통신사인 타스를 통하여, 정확한 사고 발생 시각과 피해자의 수 등은 언급하지 않은 채 4월 28일에 사고 발생 사실을 인정하였다.


(원전 4호기를 상공에서 찍은 당시 사진)

 ≫ 소련 정부가 사고에 대한 정확한 정보를 공개하지 않았기 때문에 서방에서는 사고 규모와 사망자 수에 대한 소문이 진위 여부가 확인되지 않은 채로 퍼졌다. 사고가 처음 공표된 4월 30일경에는 사망자수가 2천 명에서 3천 명에 이른다는 추측성 기사가 보도되었고, 사고 원인도 스리마일 섬 원자력 발전소 사고‎와 비슷한 노심용융으로 추측되고 있었다. 소련 정부는 타스 통신을 통해 4월 30일에 이 같은 추측을 부인하고, 방사능 누출로 인해 입원한 환자 수를 밝혔다. 서구 기자들의 취재 요청이 있었지만, 소련 정부는 위험하다는 이유로 이 요청을 받아들이지 않았다. 그러나 소련 정부는 이후 스웨덴 정부 등에 공식적으로 화재 진화를 위한 소방관 파견과 방사능 오염 환자를 치료하기 위한 의료 지원 등을 요청하였고, 같은 시기에 미국의 첩보 위성 등이 심각하게 손상된 원자로를 확인하면서 사고가 매우 심각한 규모라는 사실이 간접적으로 알려졌다. 소련이 사태의 심각성을 제대로 보도하기 시작한 것은 5월 6일에 이르러서였다.

■ 소련의 방사능 제거를 위한 노력
 ≫ 방사능의 누출을 막기 위한 최초의 조치로 냉각 장치를 내장한 콘크리트 판을 4호기의 지하에 설치하는 작업이 수행되었다. 이 판들은 고온의 노심을 냉각시키려는 목적과 함께, 노심의 열에 의해 용융된 액체 상태의 방사성 물질이 지하수로 흘러드는 것을 막으려는 목적으로 설치되었다. 이 작업은 약 400명의 작업자에 의해 15일간 진행되었다 콘크리트 판 설치가 완료된 후, 지상에 노출된 노심에 남아있는 핵연료와 방사성 물질에 의한 방사능 누출을 막기 위하여, "석관"(sarcophagus)이라 불리는 콘크리트제 봉인 시설을 건설하는 작업과, 사고 지점 근처에 있는 댐과 호수의 방사능 오염 제거 등의 작업이 먼저 시작되었다. 이 작업에는 약 22만 6천명 정도의 인원이 참여하였다. 호수의 방사능 오염 제거 작업은 1986년 9월경에 완료되었으며, 봉인 시설은 11월에 완공되었다. 이 작업이 이루어짐과 동시에, 남아있는 원자로 시설과 발전소 진입로, 그리고 그 주변 지역의 방사능 오염 제거 또한 이루어졌다. 이 작업은 1987년까지 계속되었으며, 다음과 같은 방식이 사용되었다.
1. 오염된 시설의 표면과 장비에 액체와 모래, 증기 등을 분사하여 오염 물질을 청소
2. 오염 지역의 표토를 제거하고 매립
3. 오염된 시설의 표면을 고분자로 코팅한 후 제거함으로써 고분자에 붙은 먼지 입자 등의 방사능 오염 물질을 제거
4. 도로와 기타 아스팔트 포장된 구역의 재포장

■ 폭발현장에서의 시민 희생 : 키예프 시가지지역의 방사능 노동절 축제

(키예프 시가지의 방사능오염수치를 나타낸 표시 : 붉은색은 심각하게 오염된 지역)

 ≫ 폭발현장의 화재를 진압하기위해 소방관들이 보호장구도 없이 급파되어 화재를 진압하려고 고군분투했다. 그러나 원자로의 화재는 쉽게 진화되지 않았고 투입된 소방관들 2명은 그날 저녁에 사망했다. 나머지 28명도 모두 몇개월 안에 치사량의 피폭때문에 사망한다. 가공할 방사능오염물질들이 바람을 타고 온 유럽을 뒤덮었다. 체르노빌의 당사자 우크라이나의 수도인 키예프도 오염되었다. 


 ≫ 5월은 공산국가의 가장 큰 기념일중 하나인 메이데이(노동절) 축제가 있고 소련은 심각하게 오염된 키예프에서 노동절축제를 강행하는 만행을 저지른다. 사태가 심각하지 않다는 믿음을 주어 사람들의 패닉을 잠재우기 위한 대국민 사기극이었다. 정상치의 수천배가 넘는 방사선수치 속에서 강행된 노동절 축제기간중 수많은 사람들이 피폭되었고 관련통계는 거의 집계발표되지도 않았다. 또한 1986년의 노동절 축제 관련 기록사진 및 필름은 우크라이나 국립 기록 보관원에서 모조리 삭제되었다.


 ≫ 사태 발생 초기에 붕산 모래 혼합물 투하작전에 투입된 소련병사. 평균연령 20대였던 소련군인들은 대부분 작업후에 피폭후유증으로 며칠 못넘기고 모스크바 6호병원에서 사망했다. 그중 27명은 빠르게 죽었다.

 ≫ 2차 폭발의 위험이 제거된 후 소련군이 복구작업에 투입된다. 엔지니어인 레프 볼차코프가 설계한 거대한 콘크리트와 철의 석관을 4호기 위에 덧씌우는 작업에 대량의 공병차량과 크레인, 불도저가 투입된다. 작업원들은 피폭을 최대한 줄이려고 운전석에 납으로 된 판을 부착해 급조하고 작업시간을 최대한 줄여 피폭을 피하려고 했다. 그러나 작업중 난관에 부딪치는데, 폭발한 원자로의 흑연이 4호기 지붕위를 완전히 뒤덮고 있었던 것이다.
 각각의 파편들은 제각각 시간당 500~1500 뢴트겐을 뿜어대고 있었고 이런 극한의 상황에 사람은 들어갈 수 없었다. 그들은 로봇을 투입해서 제거작업을 시작한다. 그러나 강렬한 방사선속에서 작업하던 로봇들의 회로가 망가져버려서 결국 사람을 투입하기에 이른다. 이런 환경에 인간을 보낸다는것 자체가 용납될 수 없는 미친짓이었다. 그리고 그들은 투입된 병사들을 바이오 로봇이라고 불렀다.

■ 폭발현장에서의 시민 희생 : 니콜라이 타라카노프장군의 기록필름


(니콜라이 타라카노프 장군)

 ≫ 수습작전을 지휘한 니콜라이 타라카노프 장군. 그가 부하들을 방사능지옥에 투입하면서 한 말이 기록필름으로 남아있다.


 : 동무들, 자네들은 이 사실을 알아야 해


 : 이틀 전에 내가 한 장교와 함께 저 지붕위로 올라가봤는데,


 : 한 가지 확실하게 알게된 것은


 : 저 위쪽에 올라가봐도 별로 두려워 할 것은 없다는거야.


 ≫ 그들은 시간당 10000 릔트겐의 방사선에 피폭되었고, 병사들은 방사능덩어리들을 삽으로 떠내거나 맨손으로 집어서 옮겨야 했다. 각각의 파편들은 시간당 1500뢴트겐을 뿜어댔고, 이렇게 폐기물들을 쥐고 있던 병사들은 곧 손에서 대단한 통증을 느꼈으며 나중에는 주먹을 쥘 수조차 없었다고 한다.


그렇게 체르노빌 추가 피해는 많은 시민들의 노력과 희생으로 막을 수 있었다.


출처 : 체르노빌의 진실(http://m.jjang0u.com/chalkadak/view?db=160&no=177100)

, 체르노빌 원자력발전사고 위키 : https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%B2%B4%EB%A5%B4%EB%85%B8%EB%B9%8C_%EC%9B%90%EC%9E%90%EB%A0%A5_%EB%B0%9C%EC%A0%84%EC%86%8C_%EC%82%AC%EA%B3%A0

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[체르노빌 원자력 발전소] 사고와 이유 그리고 그 과정 #1

[체르노빌 원자력 발전소] 체르노빌 사고 그 사건,사고의 진실 그리고 시민들의 희생 #3


■ RBMK 이해전에 숙지

: (제어봉)

 ≫ 원자로는 연쇄핵분열 반응을 통해 열을 생산하는데, 제어봉은 연쇄핵분열의 매개체인 중성자를 흡수해 연쇄핵분열 속도를 조절하는 도구이다. 제어봉을 만드는데 이용되는 물질들은 중성자의 에너지 변화에 따라 중성자 포획 능력이 달라지므로, 제어봉 집합체는 원자로의 다양한 중성자 에너지 영역에 맞추어 설계해야 하며, 보통 은, 카드뮴, 붕소, 인듐이 재료가 된다.

 : (노심)

 ≫ 원자로의 핵연료를 담고 있는 원자로의 부품으로, 핵반응이 일어나는 곳이다. 노심 안에는 핵 연료와 제어봉 있고, 냉각재가 상실되면 중대사고가 발생할 수 있다(체르노빌 사고와 관련 있음), 노심에 핵분열로 생긴 열이 쌓이면 노심의 구조물이 녹거나 파손되는데 그 자체가 파손되어 방사성 물질이 주위에 확산될 수 있다.



■ 체르노빌 원자력발전소 원자로 (RBMK)

 ≫ RBMK 또는 흑연감속 비등경수 압력관형 원자로(黑鉛減速沸騰輕水壓力管型原子爐)는 소비에트 연방이 개발한 원자로 형식으로, 러시아어 Реактор Большой Мощности Канальный(영어: Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalniy, 채널형 고출력 원자로)의 첫글자를 따서 RBMK라고 부르며, 현재는 소비에트 연방[각주:1]이 만든 흑연감속 원자로의 뜻으로만 사용된다. RBMK는 체르노빌 사고를 일으킨 원자로 유형이며, 2004년 현재 더 이상의 건설계획은 없으며 체르노빌의 마지막 RBMK는 2000년까지 폐로되지 않았고, 2012년까지 적어도 11개의 RBMK 반응로가 러시아에서 운영되고 있다

 ≫ RBMK는 소련의 플루토늄 생산용 원자로를 기반으로 한 원자로를 만드는 소련의 프로젝트 중 최고의 작품이었다. 세계 최초 원자력 발전소(최초로 원자로에서 전력생산)에 쓰인 첫 번째 RBMK인 AM-1은 5MW의 전력(열효율 30MW)을 오브닌스크[각주:2]에 1954년부터 59년까지 공급했다.

 ≫ RBMK는 경수[각주:3]를 냉각재로 감속재[각주:4]로 흑연[각주:5]을 사용하며, 연료로는 천연우라늄을 사용할 수 있으며(일반적으로 2.4%의 농축우라늄을 사용한다), 압력관 갯수만 늘리면 원자로를 크게 만들수 있고, 또한 운전중 연료교체가 가능하기 때문에 운전성이 높다는 장점이 있다. 그 대신, 다른 원자로 유형에 비해 불안정하다는 단점이 있다.


■ RBMK의 설계

 ≫ RBMK는 흑연 감속재를 통과하는 7m 가량의 압력튜브로 되어있으며, 냉각재로 물을 사용하는데 비등수형 원자로와 비슷한 온도인 290°C 정도로 비등한다. RBMK의 연료는 저농축 우라늄을 사용하며, 3.5 미터 길이의 연료집합체에 장착한다. RBMK는 감속재로 흑연을 사용하기 때문에 엇나갈경우 체르노빌 사고와 같은 재앙이 일어날수 있다.

 ≫ 일반적인 RBMK의 노심에는 3000개의 연료 집합체를 넣을 수 있다. 연료집합체는 우라늄 산화물 펠릿[각주:6]으로 가득찬 연료봉의 집합으로 되어 있으며, 밑부분에는 연료봉의 버팀목과 적당한 거리를 유지시켜 주는 금속 받침대로 구성되어 있으며, 노심은 연료집합체에서 끌어낸 열 에너지를 잠시 저장해두는 역할을 하고 있다. 원자로가 가동하면, 연료속의 235U가 연쇄반응을 내면서 줄어들게 된다. 몇몇 238U원자들은 여분의 중성자를 얻어 분열가능한 플루토늄으로 변화하여 에너지를 낸다. 이 반응으로 세슘이 생성되며, 이런 세슘은 연쇄반응과 열생산을 저해시킨다. RBMK는 운전중 연료교환이 가능하여, 다른 원자로에 비해 가동률을 높일 수 있다.


■ RBMK의 안정성

 ≫ RBMK의 디자인은 정상 운전, 그리고 비상시 상황에 필요한 몇몇 안전 시스템이 있다. 그중 하나는 노심 출력을 감시하는 피드백 센서로, 출력이 증가할시 자동적으로 제어봉을 노심에 삽입하여 출력을 낮추고, 반대로 출력이 낮아질시엔 제어봉을 인출하여 출력을 높인다. 만약 이 센서가 갑자기, 과격하게 출력이 오르는걸 감지하면, 211개의 붕소 제어봉이 노심으로 들어가 반응을 중단하는 원자로 보호 시스템이 있다. 이 시스템은 필요로 하거나, 혹은 운전원에 의해 자동적으로 실행된다.

 ≫ RBMK 원자로는 발전소와 주변환경의 방사선을 감시하는 방사선 모니터링 관측소가 있으며, 매우많은 차폐벽이 방사선을 흡수하고, 일반 운전과 비상 상황 모두를 포괄한다. 그리고 또한 RBMK은 사고 국부화 시스템이 있는데, 이 시스템은 격리에 도움이 되나, 이 시스템은 오직 약간의 국소 파이프 고장에만 도움이 되었고, 체르노빌 사고에선 무용지물이란걸 보여줬다.


■ 체르노빌 사고 이후 개선

 ≫ 체르노빌 사고이후, 모든 운영중인 RBMK는 여러 안전조치를 추가하였다. 제일 크게 바뀐곳은 RBMK의 제어봉 설계였다. 예전 제어봉 설계는 흑연 감속재의 위에 있어서, 연쇄반응을 조절하기 위해 제어봉을 삽입하면 제어봉은 흑연에 걸려 느리게 내려가거나 혹은 멈춰있는 경우가 있었다. 체르노빌 사고에서는 이 하자로 인해서 체르노빌 원자로의 첫 번째 폭발을 도왔다. 새로 바뀐 개선점은 다음과 같다.

  1. 연료 농축률을 2%에서 2.4%로 높였다. 이로 인해 중성자 흡수율이 높아져 원자로 제어의 신뢰성을 높였다.
  2. 수동 제어봉 갯수가 30에서 45개로 늘어났다.
    (수동 제어봉 개수에 대한 문제는 [체르노빌 원자력 발전소] 사고와 이유 그리고 그 과정 #1에서 다룬다)
  3. RBMK 설계가 위험하기 때문에, 80개의 추가 중성자 흡수재가 저출력을 억제한다.
    (저출력 관련 문제는 [체르노빌 원자력 발전소] 사고와 이유 그리고 그 과정 #1에서 다룬다)
  4. SCRAM (원자로 긴급 정지) 시간을 18초에서 12초로 단축시켰다.
  5. 예방책으로 긴급 안전시스템에 승인되지 않은 접근을 대비하였다.

출처 : 흑연감속 비등경수 압력관형 원자로(https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%9D%91%EC%97%B0%EA%B0%90%EC%86%8D_%EB%B9%84%EB%93%B1%EA%B2%BD%EC%88%98_%EC%95%95%EB%A0%A5%EA%B4%80%ED%98%95_%EC%9B%90%EC%9E%90%EB%A1%9C)



[체르노빌 원자력 발전소] 사고와 이유 그리고 그 과정 #1


  1. 소비에트 연방 : 러시아(구 소련의 명칭) [본문으로]
  2. 오브닌스크 : 러시아 서부, 칼루가 주 북동부의 도시. 모스크바 남서쪽에 위치. 인구 10만 8000명. 1955년 러시아 최초의 원자력 발전소가 세워진 곳. [본문으로]
  3. 경수 : 보통의 물을 상대하여 이르는 말. [본문으로]
  4. 감속재 : 원자로 안에서 핵분열의 연쇄반응을 지속시키기 위하여 연료체로부터 방출되는 중성자를 감속시키는 물질. [본문으로]
  5. 흑연 : 수정과 같은 결정구조를 가지는 육방정계에 속하는 광물로 석묵이라고도 한다. 흑색을 띠며 금속광택을 가진다. 전기의 양도체, 연필심·도가니·전기로·아크 등의 전극 등에 사용되며 활마재로도 사용된다. [본문으로]
  6. 펠릿 : 원자로에 쓰는 산화우라늄이나 산화플루토늄 가루를 원기둥 모양으로 만들어 고온에서 구워 굳힌 것. 이것을 헬륨 가스와 함께 피복관(被覆管)에 밀봉한 것을 ‘연료봉’이라고 한다. [본문으로]
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[체르노빌 원자력 발전소] 흑연감속 비등경수 압력관형 원자로(RBMK) #2

[체르노빌 원자력 발전소] 체르노빌 사고 그 사건,사고의 진실 그리고 시민들의 희생 #3


■ 체르노빌 원자력 발전소

 ≫ 정식 명칭은 V.I. 레닌 공산주의 기념 체르노빌 원자력 발전소. 이름답게 입구에는 레닌 흉상까지 있었다고 한다. 1971년에 착공되어 1978년 5월에 지금의 우크라이나 지역에서 상용운전을 개시했던 구 소련의 원자력 발전소로 흑연감속 비등경수 압력관 방식이다.  이 방식의 원자로는 기술이 많이 필요 없고 가격이 싼 편이지만 안전성이 상당히 낮은 데다 제어하기 힘들다. 왜냐하면 소련이 자기네들이 쓰던 군사용 플루토늄 생산로를 대충 고쳐서 전력용으로 써먹었기 때문이다. 이와 비슷한 원자로로는 영국에서 개발한 마그녹스가 있다. 

 ≫ 체르노빌 발전소는 총 4기의 원자로를 운용 중이었고, 2기의 원자로를 추가로 짓고 있었다. 그 중 사고가 일어난 체르노빌 원자로는 현재의 우크라이나와 벨라루스 국경 근처에, 체르노빌에서 북서쪽으로 약 18 km 떨어진 곳에 있다. 사고로부터 2년 후 죄책감으로 자살한 발레리 레가소프에 의하면 이미 사고 이전부터 소련 정부는 이 흑연감속 비등경수 방식의 발전소의 위험성을 이미 알고 있었으나 이를 은폐했다고 한다.


■ 체르노빌 사고

 ≫ 체르노빌 발전소의 원자로 4호기의 비정상적인 핵 반응으로 발생한 열이 냉각수를 열분해시키고, 그에 의해 발생한 수소가 원자로 내부에서 폭발함으로써 생긴 사고이다. 폭발은 원자로 4호기의 천장을 파괴하였으며, 파괴된 천장을 통해 핵 반응으로 생성된 다량의 방사성 물질들이 누출되었다.


■ 불안정한 체르노빌 원전

 ≫ 방송에서 체르노빌 사고는 원전의 기술자와 책임자와의 작은 갈등에서 시작한다. 원자로가 불안정한 상태에서 가동시키는 것은 위험하다며 기술자들은 몇번이고 건의를 했으나 책임자는 "당장 출력을 높이지 않으면 자네는 해고야" 라며 으름장을 놓는다. 원자력 출력에 앞서 테스트를 하기 위해 원자로를 제어하는 제어봉을 빼내는 과정이 필요한데, 오전 12시 54분 비상벨이 울리자 당황한 책임자는 안전 수칙을 무시하고 테스트를 중지시킨다. 충분히 발전시킨 후 터빈을 끄려고 했으나 계속해서 출력이 올라가는 문제가 발생한다. 조작원들은 황급하게 원자로 가동을 중지하려 했으나 제어봉이 삽입되지 않았다는 사실을 확인한다. 직원들은 혼란에 빠지고 원자로를 냉각시키기 위해 분주히 움직인다. 


■ 체르노빌 사고 발생의 원인

 ≫ 사고 전날인 4월 25일에 원자로 4호기는 정기 점검을 위해 가동이 잠시 중단될 예정이었다. 원자로 4호기에는 이전부터 원자로의 가동 중단에 대비해 원자로의 가동 중단시 냉각 펌프와 다른 제어 장치들을 가동할 수 있는 3기의 비상용 디젤 발전기가 있었다. 그러나 이 발전기들은 충분한 전력을 생산하기까지 약 1분의 시간이 걸렸고, 그 때문에 원자로의 가동 중단 시 즉시 냉각 펌프가 작동할 수 있는지의 여부가 불확실하였다. 그 때문에 발전소에서는 주 전원이 끊어진 상태에서 원자로의 터빈이 관성에 의해 회전할 때, 그 회전 에너지가 원자로의 냉각 펌프 등에 얼마나 오랫동안 충분한 전력을 공급할 수 있는지 알아보기 위한 실험을 계획하였다. 이 실험은 이전에 작동 정지가 있을 때에도 행해진 적이 있었지만, 터빈으로부터 공급되는 에너지가 지나치게 빠른 속도로 감소하여 결과가 도출되지 않았기 때문에, 발전소에서는 결과 도출을 위해 재실험을 하기로 하였다.


■ 체르노빌 사고 발생의 이유 이해전에 숙지

(제어봉)

 ≫ 발생이유를 따져보기 전에 제어봉을 먼저 이해할 필요가 있다. 원자로는 연쇄핵분열 반응을 통해 열을 생산하는데, 제어봉은 연쇄핵분열의 매개체인 중성자를 흡수해 연쇄핵분열 속도를 조절하는 도구이다. 제어봉을 만드는데 이용되는 물질들은 중성자의 에너지 변화에 따라 중성자 포획 능력이 달라지므로, 제어봉 집합체는 원자로의 다양한 중성자 에너지 영역에 맞추어 설계해야 하며, 보통 은, 카드뮴, 붕소, 인듐이 재료가 된다.

(노심)

 ≫ 원자로의 핵연료를 담고 있는 원자로의 부품으로, 핵반응이 일어나는 곳이다. 노심 안에는 핵연료와 제어봉 있고, 냉각재가 상실되면 중대사고가 발생할 수 있다(체르노빌 사고와 관련 있음), 노심에 핵분열로 생긴 열이 쌓이면 노심의 구조물이 녹거나 파손되는데 그 자체가 파손되어 방사성 물질이 주위에 확산될 수 있다.


■ 체르노빌 사고 발생의 이유

 ≫ 체르노빌 원전의 실험은 위 언급과 같이 회전 에너지가 얼마나 오랫동안 충분한 전력을 공급하는가이다. 

 ≫ 원인 1 : 원전은 출력강하 실험중이였다. 실험 중 배전담당자는 당일 오후 11시까지 전력을 공급할 것을 발전소 측에 요청하였고, 원전의 출력강하를 정지시켜 실험을 중단했다. 노심이 정상 상태라면 중성자를 흡수해 안정한 상태로 돌아가지만 원자로의 낮은 출력 상태가 지속되면서 노심에 있는 중성자의 수가 줄어들었고 축적되기 시작했다.

 ≫ 원인 2 : 전력 공급을 끝낸 후, 출력강하가 시작되었고 출력을 목표 수준으로 올리기 위해 실험을 진행하던 운전요원들은 수동조작을 통해 제어봉을 제거하기 시작했으며, 이러한 조작으로 출력이 상승했으나, 200MW에서 멈추었다. 이는 원인 1의 중성자가 줄어들었던 것이 원인이 된다. 원자로 출력이 정상보다 낮았기 때문에 삽입되어 있는 제어봉을 계속하여 인출하였다. 당시 노심엔 안전 기준인 30개 보다 훨씬 적은 6~8개만이 제어봉이 있었다.

 ≫ 원인 3 : 원인 1의 낮은 출력과 원인 2의 제어봉의 과도한 인출은 모두 안전 규칙을 위반하는 것이었다.

 ≫ 원인 4 : 원자로에서 발생하는 증기의 응축수[각주:1]를 제거하고 증기만을 과열기로 공급하는 기수분리기가 있는데, 이 기수분리기는 노심의 증기량이 감소하면 기수분리기에 의해 비상노심냉각장치[각주:2]가 작동된다. 실험의 일환으로 원자로의 냉각 시스템에 달린 냉각 펌프 중 정상상태에서 가동하지 않는 펌프 2개를 작동시켰다. 이 과정에서 증기가 감소했고 기수분리기를 통과하는 증기량이 감소하여 기수분리기로 인한 비상노심냉각장치를 작동하지 않도록 조작했다.

 ≫ 원인 5 : 원인 4 조작으로 증기량이 감소했고 증기량 감소로 인해 발전용 터빈에 도달하는 증기가 차단되었다. 냉각 펌프에 전달되는 전력은 감소하였고 그에 따라 냉각 시스템에 흐르는 냉각수의 양이 부족하기 시작하였다. 냉각수 부족으로 내부에서 발생한 열이 충분히 냉각되지 않게 되었고, 이 열은 냉각수를 끓여 노심에 증기의 양을 늘리게 되었고 그로 인해 핵반응 속도가 증가하여 핵연료가 급격하게 분열하기 시작한다.

 ≫ 결과 : 기술자들은 긴급 정지 시스템을 작동시켰고 제어봉을 다시 삽입했지만 제어봉이 이전의 조치로 완전히 빠져있었고 이것들이 완전히 삽입되어 출력을 제어하기에는 이미 늦은 상태였다. 이로 인해 출력은 정상 출력의 100배로 치솟았고 냉각수를 끓어오르게 하여 반응로가 감당할 수 있는 한도 이상으로 증가되었고, 폭발했다.


(발레리 레가소프)

■ 발레리 레가소프 박사

 ≫ 발레리 레가소프는 소련의 저명한 과학자 였고 모스크바 주립 대학 화학기술과 학장이였다. 체르노빌 사건 발생후 그는 사건의 원인과 사고를 반복하지 않도록 하며 지역 상황을 정부가 빨리 알 수 있도록 하는 조사 위원회 소속, 당시 모든 사건의 발생 원인과 그 과정들을 상세히 조사하였고 동료와 과학자들에게 얘기하는걸 주저하지 않고 당장 프리피야트 주민들의 철수를 주장했지만, 사건은 벌어집니다. 당시 원자력 발전소의 원인은 사실 원자로 자체에 결함으로 인해 일어난 사고였지만, 당시 소련 정부의 압력으로 인해 비엔나에서 열린 국제 원자력 기구 특별 회의에서 원자로의결함이 아닌 원자로를 당시 운영했던 연구원들의 과실이라고 말하며 그 연구원들을 비난하고 맙니다. 그는 체르노빌 사고 조사 과정에서 방사선에 너무 많이 노출되면서 건강조차도 급격하게 악화됐으며 그 이후 1988년 결국 그는 체르노빌 원전사고 2년이 되는 해에 자신의 집 아파트에서 목을 매고 자살로 자신의 거짓 증언을 속죄하게됩니다


■ 발레리 레가소프 박사 (자살전 마지막 녹취)

 ≫ 당시 그는 죽기 전에 테이프와 자신의 조사 보고서를 남긴채 죽었다. "장관님 죄송합니다만, 지금 이해를 못하시나 본데, 지금 원자로가 불타고 있어요. 흑연 감속재 자체만으로도 엄청난 양의 방사능 물질인데다가 지금 노심이, 불타고 있어요. 2만 5천 톤에 달하는 탄소가 시간당 1톤씩만 탄다고 가정해도 석 달입니다. 지금까지 전 세계 원자력 발전소 폭발 사고에서 방출된 방사능보다도 훨씬 많은 양의 방사능이 매일 방출될 겁니다. 매일! 석 달 동안요! 오늘 밤 이 도시에서 잠자리에 드는 많은 사람들이 내일 시체로 발견될 거예요. 이 방에 있는 모든 분들의 몸 속에도 방사능이 들어갈 것이고, 수백 킬로미터 떨어진 곳에 사는 사람들도 마찬가집니다. 더 이상 속일 수 없어요! 이건 범죄 행위예요! 이건 막아야 합니다! 그냥 내버려 둔다면, 절대 이 상황을 해결할 수 없어요!"

.......

"솔직히 처음 전 자랑스러웠습니다. 원자력 발전소가 폭발했고 역사상 가장 큰 규모였지만, 우리 소련의 기술과, 우리의 인력이 위기를 잘 극복하고 있다는 보고를 들었으니까요. 만사가 다 순조로워 보였죠.


방사능에 노출되면 몸이 쇠약해지고, 치료가 거의 불가능합니다. 처음엔 어지럽고 구토 증세를 보이다가 혀처럼 민감한 곳이 부풀어오르고, 피부가 검어지면서 떨어져 나가고 온 몸의 세포들이 삭아버립니다. DNA까지 완전히 변해서, 방사능에 노출된 이후 서서히 죽어가게 되는데, 더 이상 인간의 몰골이라고 볼 수 없습니다. 너무 끔찍해서.. 그 날 밤부터 예상치 못한 시체들이 나오기 시작했습니다. 쓰러진 직원을 옮기던 소방관들도 쓰러지기 시작했지요. 온 몸의 피부가 방사능을 그대로 흡수하듯, 가슴 속 깊은 곳까지 극한의 공포심에 사로잡힌 사람들은 이내 현실을 부정하기 시작했습니다. 외부로부터의 위협이 상상을 초월하게 되면, 사람들은 그것이 진실이 아니라 결론지어버리게 됩니다.

 

4월 26일 아침은 아주 따뜻하고 아름다운 날씨였습니다. 하지만 해가 뜨기도 전에 맑은 하늘은 이미 변해 있었고, 모든 것이 오염되어 있었어요. 먼지와 머리카락, 옷, 수돗물, 농작물, 가축까지. 만들던 음식과 우유도 모두, 독극물이었습니다.

 

이미 소문이 퍼졌지만 일부만 피난을 떠났고, 대부분의 사람들은 소문을 믿지 않았습니다. 평균치보다 400배나 많은 방사능이 공기 중을 떠다녔지만, 3만 5천여명의 주민들은 위험하지 않다는 말만 믿고 토요일 오후를 보냈습니다. 여전히 경고 방송조차 없었지요. 스펀지가 물을 흡수하듯 아이들의 갑상선이 방사능을 흡수했지만, 요오드조차 지급되지 않았습니다. 더 이상 죄책감을 부정할 수 없었고, 물집 생긴 피부를 보며 더 이상 거짓을 말할 수도 없었죠. 하지만 윗사람들은 알면서도 아예 눈을 감아버렸습니다. 그들에게 진실이란 살인마보다도 더 위협적인 것이었습니다.

 

소란이나 소동도 없었습니다. 결국 11만 6천여명의 사람들이 소개됐고, 몇 분이면 될 결정을 내리는 데에 몇 달이 걸렸습니다. 몇 년 동안의 경기 침체와 이기적인 관료주의를 겪으며, 이제 남은 건 고통과 잔인한 결단력 뿐이었습니다. 위원회에서 회의를 할 때도, 우리는 조심스럽게 이 일의 해결 방안을 모색하기 위해서 몇 사람의 희생이 따라야 일을 처리할 수 있을지를 따졌습니다. 그 동안 방사능의 수치는 하룻밤 새 200만에서 400만 뢴트겐으로 상승했습니다.

 

열폭발을 막기 위해 저장고의 물을 빼내야 했고, 소방관들이 펌프를 작동하고 있었지만 충분하지 않았습니다. 방사능에 오염된 물 속으로 잠수부들이 들어가 밸브를 수동으로 열어야 했습니다. 많은 사람이 죽었고, 우리가 그 사람들을 죽게 만들었습니다. 이번에도 그랬지요. 우린 군인들에게 진실을 말했고, 그들은 우리를 믿었습니다. 젊은이들은 이게 꼭 필요한 일이냐고 물었고, 우린 할 말이 없었습니다.

 

우린 해 냈고, 결국 100만명의 목숨을 구할 수 있었죠.

 

곧 제어실의 연구원들이 죽어가자 사람들은 정의의 심판이라 말했지만, 진실은 그보다 훨씬 더 끔찍했습니다. 그들은 우리를 구한 용감한 자들과 다르지 않았어요. 우리는 그들에게 위험성을 설명해 주지도 않았고, 제어봉과 원자로에 대한 진실을 감추었습니다. 그들은 우리를 믿었죠. 진실을 감춘 이상, 참사는 불가피했습니다.

 

저는 솔직하지 못했지요. 비엔나 국제 회의에 온 전 세계의 사람들 앞에서 제어실의 연구원들을 비난했고, 그들의 무지 속에서 제가 한 일은 일체 언급하지 않았습니다. 모든 것을 솔직히 밝히고 허상을 폭로하려 했지만 제가 쓴 보고서나 인터뷰 기사들은 발표되지 않았고, 전 그저 경력에 오점을 남겼을 뿐이었지요.

 

비밀주의는 재앙을 가져올 뿐입니다.

 

이제 2년이 흘렀습니다. 그 날 이후, 사고가 난 날부터 난 너무 힘들었어요. 전 그냥.. 그저.. 단지..."


■ 참고, EBS 다큐 체르노빌 원전 폭발사고


출처 : [네이버 지식백과] 후쿠시마원자력발전소 [福島原子力発電所(복도발전소)] (두산백과)

, (http://gall.dcinside.com/board/view/?id=mystery&no=444207&page=1)
, (http://instiz.net/pt/154606)

, 체르노빌 실험 출처 : (http://www.world-nuclear.org/information-library/safety-and-security/safety-of-plants/chernobyl-accident.aspx)

, 체르노빌 원자력발전사고 위키 : https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%B2%B4%EB%A5%B4%EB%85%B8%EB%B9%8C_%EC%9B%90%EC%9E%90%EB%A0%A5_%EB%B0%9C%EC%A0%84%EC%86%8C_%EC%82%AC%EA%B3%A0

[체르노빌 원자력 발전소] 흑연감속 비등경수 압력관형 원자로(RBMK) #2

[체르노빌 원자력 발전소] 체르노빌 사고 그 사건,사고의 진실 그리고 시민들의 희생 #3



키워드 : 사고, 역사, 우라늄, 방사능, 원자력, 발전소, 원자, 체르노빌, 후쿠시마, 지진, 실험, 위해, 악재, 누출, 사고, 사태


  1. 응축수 : 열교환기에서 생기는 수증기의 응축물, 온도가 하강함으로써 생성된 물과 같은 액체. [본문으로]
  2. 비상노심냉각장치 : 대량의 냉각재를 노심에 공급해주어 노심을 안전하게 정지시키는 장치를 가리킨다. [본문으로]
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