2011년 3월 11일은 전세계에 엄청난 충격을 안겨준 날이다. 세계에서 가장 안전하게 원전을 관리한다고 소문이 자자했던 일본에서 대형사고가 일어났기 때문이기도 하고, 또한 세계 최초로 네 개의 원전이 한꺼번에 터졌기 때문이기도 하다. 일본은 이 사고를 통해서 핵사고가 발생하면 적절한 대응방법이 없다는 인상을 세계인들의 마음속에 남겨주었다.

◆ 핵사고의 개요 

2011년 3월 11일, 일본의 동북부 지방에서 진도9.0이라는 엄청난 규모의 대지진이 발생하였다. 지진에 이어 40분 정도 후에는 약 15미터의 거대한 쓰나미가 그 지역을 강타하여 거의 2만 명의 사망 및 실종자를 냈다. 그리고 그 다음날인 3월 12일부터 후쿠시마 원전이 폭발하기 시작하였다. 후쿠시마 1호기로 시작하여 3호기, 2호기, 그리고 4호기까지 폭발한 것이다.

지진, 혹은 쓰나미로 인한 '원자로의 온도 상승'은

1) 핵연료봉이 녹는 '노심용융' 
: 노심은 원자로 용기 내에 핵연료가 장착된 부분

2) 용융된 핵연료가 원자로를 뚫고 밖으로 흘러내리는 '멜트스루'

3) 녹아버린 핵연료가 땅을 파고 내려가는 '차이나 신드롬' 진행중

◆ 사고 수습

전문가들은 100년 정도를 예상하지만 아무도 알 수 없는 일이다.

녹아버린 핵연료의 상태를 알기 위해 투입한 일본, 미국의 로봇은 원자로 근처에서 높은 열과 방사능으로 바로 고장나버렸다. 지금 이 '녹아버린 핵연료'는 그 양이 얼마인지, 온도가 얼마인지, 색깔은 어떤지,. 방사능이 얼마나 나오는지 아무도 알지 못한다.

미국의 스리마일 사고 당시에는 핵연료를 치우는 데 총 11년이 걸렸지만, 스리마일은 노심용융이 일부만 일어났고 멜트스루는 일어나지 않았기 때문에 체르노빌이나 후쿠시마와 비교하기 어렵다.

체르노빌 사고 당시 소련정부는 사고 원자로를 납과 콘크리트로 덮어버렸다. 수백명의 헬기 조종사들을 동원하여 처음에는 납덩어리를 떨어뜨렸고, 나중에는 콘크리트를 떨어뜨렸다. 결국 60만 명이라는 엄청난 인원을 동원하여 핵발전소 전체를 덮어서 석관을 만들었다. 당시 동원된 작업자들은 3년동안 100mSv(밀리시버트)라는 엄청난 양의 피폭을 당했다.

27년이 지난 현재 우크라이나 정부는 유럽 국가들의 지원을 받아 노후되어 방사능을 막아내지 못하는 체르노빌 덮개 위에 새로 덮을 깨끗한 덮개를 만들고있다.

현재 일본정부와 도쿄전력은 체르노빌 방식으로 덮는 것을 거부하고 있다. 일본은 나중에 '녹아버린 핵연료'를 모두 안전하게 꺼내겠다는 계획을 가지고 있는데 가능여부는 아직 미지수이다.

◆ 오염수문제

사고가 발생한 후 2년 6개월 동안 일본은 후쿠시마에서 오염수는 관리되고 있다고 주장해왔으나 2013년 6월 경에 후쿠시마에서 오염수가 태평양으로 흘러들어가는 것이 확인되었으며 일본은 하루에 약 300톤 정도의 오염수가 태평양에 들어가고 있다고 발표하였다.

세 개의 원자로에 노심용융과 멜트스루가 일어났다. 녹아내린 노심을 식히기 위해서는 물을 지속적으로 부어야 하고, 이 물은 전체가 회수될 수 없는 일이다. 또한 원전 근처를 흐르고 있던 지하수 또한 녹아버린 핵연료와 접속하게 되어 고농도로 오염되고 있을 것이다.

현재 일본은 후쿠시마 원전을 완전히 둘러싸는 냉동방벽을 만들겠다고 발표했으나 효과를 발휘하려면 사고 원전 주변 뿐 아니라 원전의 아래쪽까지 막아야하는데 쉽지 않을 것으로 보인다.

체르노빌 당시에는 원전의 아래쪽으로 굴을 파 들어가서 콘크리트로 원전의 아래쪽을 막았다고 한다.

◆ 사체 수습

지진과 쓰나미로 인한 사망자 및 실종자 수가 거의 2만 명에 육박했다. 그런데 후쿠시마 원전 20킬로미터 이내 지역의  시신 수습에 비상이 걸렸다. 사고 난 지 두 달 정도 지나서야 겨우 사체 수습을 하러 들어갈 수 있었다. 이 수습은 2011년 11월 이후까지 지속되었다.

2011년 3월 11일에 사망한 사람들의 시신이 여름이 다 지나고 11월이 되어서야 수습을 했다면 상상만으로도 끔찍하다.

◆ 사고의 규모

일본정부는 핵사고 일어난 지 몇 달이 지나도록 후쿠시마 핵사고가 체르노빌보다 작은 규모라고 주장했으나 2011년 5월이 되어서야 겨우 5등급으로 인정하더니 7월에는 체르노빌과 같은 7등급이라고 인정하였다.

하지만 후쿠시마 핵사고의 규모는 체르노빌보다 훨씬 큰 규모이다. 체르노빌은 원자로 한 개가 폭발한 사고이다. 가동한 지 얼마 되지 않았기 때문에 고준위핵폐기물도 없었다. 반면에 후쿠시마는 원자로만 해도 세 개의 노심이 완전히 녹아내려갔다. 또한 손상된 핵연료의 양으로 비교하면 후쿠시마의 사고 규모는 체르노빌의 7배 정도 되는 것은 틀림없다.

◆ 핵사고의 원인

핵발전소의 국가별 개수를 살펴보면, 핵사고가 발생한 미국, 소련, 일본에는 핵발저소 개수가 모두 많다는 공통점이 있다. 핵사고는 앞으로도 확률대로 일어날 것이다. 즉, 다음 핵 사고 역시 원전 개수가 많은 나라에서 일어날 것이다.

핵사고의 주요원인으로 지목되는 다른 요인은 바로 노후 원전이다.

후쿠시마에는 총 10개의 원전이 일렬 횡대로 늘어서 있었다. 지진과 쓰나미의 충격은 거의 같았을 터인데, 이중에서 1,2,3,4 호기만 사고를 일으킨 이유는 무엇일까? 정확히 30년이 넘은 원전은 모두 폭발하였고, 30년이 되지 않은 원전은 하나도 폭발하지 않았다. 

원전도 사실 부품 수가 200만~300만 개가 되는 기계이다. 특별한 기계가 아니고 인간이 만든 보통 기계일 뿐이다. 원전 역시 지속적으로 고장이 나게 마련이다.

현재까지 우리나라의 원전 고장 및 사고 횟수는 670회가 넘는다. 

◆ 한국 원전의 현황

정부는 앞으로 11년 후인 2024년이 되면 총 42개의 원전을 운영할 계획이다. 그렇게 되면 총 42개로서 현재 32개의 원전을 운영중인 러시아보다 10개가 더 많아지며, 정부가 텔레비전에 광고한 대로 세계 3위의 원자력 대국이 될 것이다. 이는 핵사고 확률이 세계에서 세 번째로 높다는 것을 의미한다.

우리나라는 땅 넓이에 대비하여 가장 많은 원전을 가지고 있는 원전밀집도 1위 국가이다. 그만큼 한 번 사고가 발생하면 국가의 피해가 막대하다는 것을 의미한다.

◆ 핵 사고 이후 외국의 정책 변화

독일, 벨기에, 스위스, 이탈리아, 타이완 등의 나라들이 탈핵을 결정했으며 중국의 경우 후쿠시마 이후 1년 동안 원전 건설을 잠정적으로 중단하였다.

영국은 신규 원전을 중단하겠다고 발표했으며 러시아는 핵사고 이후 수명 연장을 하지 않겠다고 발표하였다.

한국은 아직 원전을 계속해서 짓고 있다. 점점 우리나라는 핵사고에 가까워지고 있다고 할 수 있다. 또한 한국에서는 유난히 원전비리가 많다. 불량품, 중고품, 검증서 위조부품, 시험성적서 위조부품 등이 납품되었다. 그리고 한국수력원자력 전임 사장, 지식경제부 차관과 장관까지 비리에 연루되었다. 이런 비리는 핵사고의 확률을 특별히 더 높인다.

정부에서는 원자력발전소를 지으면서 내놓는 이유 중 하나가 바로 저렴한 발전단가이다.

하지만 필자는 정부가 발표한 원전의 발전단가를 신뢰할 수 없다고 한다.

그 이유는 다음과 같다.

1) 현재까지 단 한 번도 원전의 발전단가가 어떻게 계산되었는지 공개된 적이 없다.

그동안 국회의원이나 시민단체 쪽에서 여러 차례 요청했으나 정부는 제시한 적이 없다.

2) 2011년 현대경제연구원의 보고서에 의하면 원자력의 발전 단가에서 중요한 비용인 사고 발생 위험 비용, 원전해체 및 환경복구 비용, 그리고 사용후핵연료 처분 비용등이 제대로 산적되지 않았다는 지적이 있었다.

히로시마와 나가사키 원폭에서 핵물질은 약 10킬로그램 정도 사용되었지만, 핵발전소에서 사용되는 핵물질은 약 100톤에 가까이 된다. 핵발전소가 사고가 일어나면 막대한 양의 방사능이 주변 환경으로 퍼지게 된다. 이 방사능은 여러 경로로 사람의 몸속으로 들어오게 되며 다양한 질병을 일으킨다. 

방사능은 우리 몸의 모든 세포를 손상시킬 수 있으므로 이론적으로는 인체에서 발생할 수 잇는 모든 질병 발생이 가능하다.

자주 발생하는 질병들은 암, 유전병, 심장병의 3대 질환이다. 유전병은 붙임, 유산, 선천성 기형, 지능 저하 등의 생식 계통의 질환이 포함된다. 이외에도 백내장, 신장병, 폐질환, 폐렴, 중추신경계 질환 등이 흔히 발생하는 병으로 알려져있다.

◆ 피폭 경로

1) 외부피폭

- 방사능 물질이 우리 몸에 들어오지 않고 방사선만 우리 몸을 통과하는 것이다. 체르노빌이나 후쿠시마 핵사고 당시 많은 양의 방사능이 주변으로 퍼졌는데 이를 직접 목격하거나 가까이 있었던 사람들이 피폭되는 경로이다. 박사능에 오염된 땅 위에서 사람이 생활하면 오염된 땅에서 나오는 방사능에 의해서 필폭이 된다.

2)내부피폭

- 방사능에 오염된 비를 맞을 경우 피부에 묻은 방사능 물질 중 일부는 피부를 통해서 흡수된다.

3)호흡기를 통한 피폭

- 공기 중에 방사능 물질이 섞여 있는데, 호흡을 통해서 이 물질들이 우리 몸에 들어오고, 폐를 통해 흡수가 된다면 방사능 물질이 우리 몸속으로 들어오게 된다.

4) 음식을 통한 내부피폭

- 가장 중요한 피폭 경로인데, 방사능 물질이 들어있는 음식을 먹으면 이 음식 속에 들어 있는 방사능 물질이 몸 속으로 들어오게 된다. 핵사고에 의해서 발생하는 방사성 물질들은 약 200여종인데, 이들 방사능 물질이 어떤 경로로든지 음식을 오염시키면, 이 음식을 통하여 인체가 피폭된다.

핵발전을 하면 핵폐기물들이 양산된다. 우리나라에서는 고준위핵폐기물과 중저준위핵폐기물이라는 두 가지로만 분류하고 있는데 고준위핵폐기물은 사용후핵연료만을 일컫는다.

핵반응로(원자로)에는 핵연료가 장전되어 있다. 약 3.5미터 정도 길이의 핵연료봉 안에 분필조각처럼 생긴 우라늄 펠릿이 들어있다. 핵연료가 한 번 장착되면 약 4년 반 동안 핵반응을 일으키고 이 때 발생하는 열로 물을 끓이고 이때 발생한 수증기로 터빈을 돌리는 것이 핵발전의 원리이다.

1년 반 만에 원자로 내의 핵연료 중 1/3을 교체하게 되는데, 핵연료 입장에서는 한 번 원자로에 들어가면 4년 반 후에 나오는 것이 되는 것이다. 

이렇게 핵반응을 끝내고 원자로 밖에 나온 핵연료는 아직도 핵반응이 완전히 멈춘 것이 아니라서 엄청난 양의 열을 내뿜는다. 따라서 이를 '사용후 핵연료 저장수조'라고 불리는 물통에 집어 넣어 찬물을 순환시켜야 하는데 그 기간은 최소 10년 이상 길게는 수십년이 걸린다.

그리고 이렇게 다 식은 핵연료는 적어도 10만년 이상을 안전하게 보관해야 한다.

◆ 고준위 핵폐기장

충분히 식힌 고준위핵폐기물은 10만년 이상 100만년까지 안전하게 보관되어야 하는데, 문제는 아직 인간이 이렇게 10만년 이상 핵폐기물을 안전하게 보관할 수 있는 기술을 갖고 있지 않다는 것이다.

세계 최초의 고준위핵페기장을 건설중인 핀란드에서는 세계의 저명한 언어학자들과 심리학자들이 모여서 십만 년 후의 인류에게 '이곳이 고준위핵폐기물을 저장한 곳이니 건드리지 말라'는 표시를 어떻게 할 것인지 논의한다고 한다. 10만년 후에 인간 언어를 예측할 수 없기 때문에 그림으로 설명을 해야할 것이라고 한느데, 이 그림은 또 어떤 방법으로 10만년 동안 표시할 것인지 알 수 없다.

국내의 경우

월성원전을 제외한 우리나의 모든 원전은 가압형 경수로이다. 영광, 울진, 고리 등지의 원전에서 발생하는 고준위핵폐기물은 모두 발전소 내의 사용후핵연료 저장수조에 보관하고 있다.

이 수조는 더 이상의 공간이 없다는 문제를 해결하기 위해서 고준위핵폐기장을 건설해야 하지만 아직 기술이 없으니 임시저장소를 늘려야 하는 것이다. 그러니 '사용후 핵연료 공론화' 사업은 다시 말해서 고준위핵폐기물 임시저장소를 짓기 위한 사업이라고 보면 된다.

▲ 사용후핵연료 건식저장

▲ 사용후핵연료 저장수조
: 수조의 물이 푸른색을 띠는 것은 중성자를 잘 흡수하는 붕소 등의 성분이 들어있기 때문이다.