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여타의 기사들 보다는 현실감 있는 해설 같습니다.



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[긴급진단] 후쿠시마 원전 사태에 관하여





2011. 3. 17. 목요일

물뚝심송



후쿠시마 원전이 지진과 쓰나미로 타격받은 직후, 스리마일이나 체르노빌 처럼 되지는 않을 거라고 안심하라는 글을 독투불패에 썼었다. (클릭)



결과적으로 그 글은 틀린 예측이 되어 버렸다. 이미 후쿠시마 원전은 스리마일 사고를 넘어 체르노빌에 근접하는 단계로 가고 있는 걸로 보도가 되고 있고 상황은 갈수록 심각해지고 있다. 이에, 틀린 예상을 함으로써 혼돈을 준 것에 대해 사과하고, 현재 상태에 대한 설명을 다시 하는 게 맞겠다는 생각이 들어 다시 글을 쓰고자 한다. 먼저 "잘못된 예상을 해서 혼돈을 드린 것에 대해 사과드립니다. "



이제 다시 그동안 변화되어온 상황을 천천히 되짚어 보자.



문제는, 지진과 쓰나미로 인해 해당 원전들, 즉 도호쿠 제1원전 1,2,3,4호기, 심지어 5,6호기까지 받게 된 타격이 예상보다 훨씬 컸다는 점이다. 원전을 유지하기 위한 필수적인 장비들인 냉각계통은 전반적으로 기능을 상실해 버렸고, 이로 인해 원전은 지금 매우 위험한 상태로 접어들고 있다는 판단이다.





제 1원전 1,2,3,4 원자로의 항공사진. 수증기와 연기를 내뿜고 있다.



무척 많은 보도기사들을 읽어보고 내용들을 종합해 본 결과, 지진보다 쓰나미가 준 타격이 더 큰 걸로 보인다. 물론 일본 담당자 측이나 도쿄전력(TEPCO) 담당자들은 제대로 된 정보를 공개하지 않고 있다. 하지만 단순히 전력공급이 끊겨 냉각장치를 가동하지 못하는 수준이 아닌, 전력이 공급되어도 작동되지 않는 상황으로 가고 있는 것으로 보인다.



지진이 발생한 11일로부터 무려 일주일이 되어가는 오늘 아침에서야 도쿄전력은 부분적으로 전력 공급이 재개되었다고 발표를 했다. 충분히 이해할 수 있는 일이다. 그 정도 규모의 지진과 쓰나미가 덮쳤는데, 전력선 복구에 일주일이라면 그리 나쁜 성적은 아니다. 하지만 이번 사건에서는 이 속도는 전혀 도움이 안 되었다.



만약 전력 공급이 재개된다면, 이제 긴급 냉각장치(ECCS)나마 제대로 가동되어 상황이 호전될 수 있을까? 사실 비관적이다. 비관적이라는 이유는, 단순한 전력의 문제로 냉각장치가 가동이 안 되었던 것이라면, 전력선 복구 이전에 이동이 가능한 발전 차량을 동원해 냉각장치를 가동시킬 수 있었어야 한다. 그러나 도쿄전력은 전혀 이런 대응을 하지 못했다. 그것은 최초 쓰나미 혹은 그 동안 여러 차례 발생했던 폭발로 인해 기본 냉각장치, 격리 시 냉각장치, 최후의 보루인 긴급냉각장치(ECCS)등이 모두 훼손된 것이라는 결론을 내리게 하고 있는 것이다.



심지어 스리마일 사건에서는 이 ECCS가 가동되었었음에도 불구하고 멜트다운을 막지 못했던 적도 있다.



결국 정상적인 냉각계통을 이용해서 원자로를 냉각시키지 못하고 있으며, 온갖 별도 장비를 이용해 해수를 들이 붓는 정도가 유일한 대응책인 걸로 나타나고 있다. 별도의 장비라면, 기껏해야 헬기로 바닷물을 퍼다 붓던가, 소방차를 동원해서 물대포를 쏘거나 하는 것인데, 헬기도 소방차도 지금 현재 상황에서는 필요한 거리 안으로 접근하지도 못하는 상황으로 보인다. 방사선 수치가 너무 높아졌기 때문이다.



거기에 원자로 내부의 압력이 지나치게 상승해서, 자꾸 내부 증기를 빼내야 된다는 점도 우려스러운 부분이다. 이 증기 자체에 포함되어 있는 수소는 자꾸 나와서 폭발을 일으키고 있고(수소는 인화력과 폭발성이 강하다), 같이 포함되어 있는 세슘, 요오드 등의 방사성 물질들이 주변을 오염시키고 있다. 그러나 증기를 빼지 않을 수가 없는 것이 그 압력 하에서 해수라도 주입을 하기 위해선 어쩔 수 없는 상황이다. 증기를 빼지 않고 그대로 냉각수를 주입했다간 치솟은 내부 압력을 견디지 못하고 시설 전체가 폭발할 가능성이 크다.





15일 1원전 3호기에서 치솟는 연기를 보도하는 일본방송

(화면제공 : 츄교TV 中京テレビ)





최초, 문제가 단순하게 해결되지 않을 것 같다는 두 가지 징후는 사실상 15일에 드러났다.



한 가지는 원전 근처의 방사선 수치가 지나치게 높게 나오고 있다는 점과, 더 위험한 하나는 이미 원자로 내부에서 연료봉을 꺼내어 저장장치로 옮겨놨던 4호기에서 벌어진 폭발사건이었다.



먼저 방사선 피폭 수치에 관한 얘기를 하자면, 우리나라 언론에서 흔히 접할 수 있는 혼란을 먼저 언급해야 할 듯 하다. 전에는 인체에 흡수되는 방사선량을 얘기할 때 렘 단위를 썼었지만 최근에는 SI 표준 단위인 시버트(㏜)를 쓴다. 그런데 혼란스러운 것은 이 시버트 단위가 무척 큰 단위이기 때문에, 나노(n) 시버트, 마이크로(μ) 시버트, 밀리(m) 시버트를 섞어 쓰게 된다는 점이다. 다들 아시다시피 나노, 마이크로, 밀리는 십억분의 일, 백만분의 일, 천분의 일을 의미한다.



예를 들어 이번 사건 직후 울릉도에서 측정된 방사선량이 138n㏜/h 에서 151n㏜/h 로 증가했다는 기사가 보도가 되었었다. 이것은 평상시 측정 범위 안에 들어가는 양이며 깨끗한 비만 내려도 이 정도는 변화할 수 있는 양이다. 보통 300n㏜/h 까지는 정상으로 간주한다. 그러니 이런 방사선양의 변화는 아무것도 의미하지 않는다.



그러나, 후쿠시마 원전 정문 근처의 방사선 양이 8,000마이크로㏜/h 까지 치솟았다는 보도는 사람을 당황시킨다. 이 양은 300나노에 비하면 20,000배 이상 증가한 수치이다. 그러나 미리 단위로 써 보자면, 8미리㏜/h 이며 이 양은 우리가 흉부 CT 촬영할 때 피폭되는 양(6에서 10미리Sv)보다 작은 양이다.



실제로 공포스러웠던 숫자는, 15일 오전의 보도였다. 일부 원전 옆의 수치가 400m㏜/h 까지 치솟았다는 보도가 있었다. 이 정도면 진짜 위험한 수치가 된다. 단순한 숫자로 보기에는 300이나 400보다야 8000이 훨씬 무서웠겠지만, 제일 위험한 것은 이 400m㏜/h였다.



방사선 수치가 이 정도라면 원자로 내부의 반응물질들이 상당히 누출이 되었다는 의미가 된다. 여기서 상황을 호전시키지 못하면 정말로 끔찍한 상황으로 갈 수도 있다는 의미도 된다. 그래서 그 뒤로 방사선 피폭 수치에 대한 보도를 지켜봤으나 만 이틀이 넘게 지난 현재까지 이 수치는 전혀 보도가 되지를 않고 있다. 만약 수치가 떨어졌다면, 바로 보도가 나왔을 텐데 수치가 더 치솟고 있으니까 보도를 못하고 있는 거라고 예측하면 지나치게 비관적인 것일까?



이 보도 이후로, 750명의 작업인원을 철수 시키고, 50명만 남아서 해수 주입 작업을 하고 있다는 보도가 있었다. 상황은 더 악화되고 있다는 의미라고 봐야 한다.



두 번째로 4호기 폭발사고는 그것이 원자로 내부가 아니라는 점에서 더욱 위험하다. 1,2,3호기의 경우는 아무리 균열이 가고 누출이 있다 하더라도 기본적으로 원자로 내부에 봉인된 상태라는 점에서 아직은 방호가 가능한 상태라고 할 수 있다. 하지만, 진즉 반응을 중단시켰다고는 하지만, 외부 격납고에 적재된 연료봉이 과열되면서 문제를 일으킨 4호기의 경우는 단순히 물만 제때 채웠어도 문제가 없었을 상황이라고 봐야 하는데, 여기서도 문제가 벌어졌다는 것은 발전소 측의 조치가 거의 기능을 못하고 있다고 봐야 한다는 것이다.







후쿠시마 원전 4호기 그래픽 자료



거기에 기본적인 격납고에 의해 보호받는 곳도 아닌 노출된 곳(폭발사고로 인해 연료봉 저장소 지붕에 구멍이 뚫려 버렸다.)에 연료봉이 존재하고 있고 지속적으로 열을 뿜고 있다는 것은 심상치 않은 현상이라고 할 수 있다. 아니나 다를까 어제 16일 아침에도, 오늘 17일 아침에도 4호기는 또 연기를 뿜고 있다고 한다.



이렇게 되면 후쿠시마의 원전들은 이미 통제를 벗어나 주변에 방사성 오염물질을 확산시키고 있는 상태가 되며, 도쿄전력 소속 직원들이나 일본 측 담당자들의 노력만으로는 이 상황을 호전시키기 힘든 것 아닌가 하는 비관적 예측이 가능해진다. 결국 일본과 미국은 여기에 군 병력을 투입하고 있다. 물론 더 비관적인 이야기지만 병력이 투입된다고 해서 할 수 있는 조치는 별로 없다. 어쩌면 괜히 추가적인 인명피해만을 내게 될 수도 있는 상황이다. 실제로, 자위대 소속 화학전문 병력들은 투입된 직후 할 수 있는 일이 없으며 자신들의 방호복으로는 이 수치의 방사선을 막을 수가 없다고 하며 철수하기도 했다.



이렇게 두 가지 포인트에 주목한 위험도 상승을 걱정하던 차에 16일 밤에는 더욱 심각한 기사가 떴다. 이 글을 편집하고 있는 지금 순간에도 이 부분에 대한 정확한 추가보도가 나오지는 않고 있지만, 어쩌면 상황이 이미 돌이킬 수 없는 단계로 가는 거 아니냐는 추측을 가능케 하는 보도가 있었다.





방사선 수치 때문에 지상 접근이 어려운 살수차량들



후쿠시마 원전 근처에서 중성자가 검출되었다는 보도였다. 워낙 미량의 검출이었고, 다양한 원인을 상정할 수 있기 때문에 단정할 수는 없다. 하지만 이것은 실제로 심각한 얘기일 수가 있다.



아시다시피 방사성 동위원소들은 스스로 붕괴하면서 감마선을 방출한다. 감마선은 어떤 입자가 아니라 고에너지의 빛일 뿐이다. 계속 보도되는 세슘이나 요오드 동위원소들은 이 감마선만을 방출하지 중성자를 방출하지는 않는다.



중성자를 방출하는 것은 우라늄 235나 플루토늄 239가 분열할 때이다. 바로 이 방출된 중성자가 또 다른 235, 239의 원자를 때려 다시 붕괴시키는 연쇄반응을 가능케 하는 것이라는 얘기다.



원자로 내부가 아닌, 원전 근처에서 중성자가 검출되었다는 것은 원자로 내부의 연료봉이 과열되면서 부수적으로 생긴 방사성 동위원소, 즉 세슘이나 요오드 등이 누출되고 있다는 것을 넘어서서 연료봉 자체가 부서져서 누출된 것이 아닌가 하는 추정을 가능케 한다는 것이다.



실제로 지속적인 폭발을 일으키고는 있지만, 1,2,3호기는 아직도 연료봉들이 격납용기 안에 보호되고 있다. 이 용기의 벽은 상당히 두껍기 때문에 감마선이나 중성자들이 외부로 유출되지는 않는다. 이렇다면, 외부에 연료봉이 노출되어 있는 4호기의 문제가 더욱 더 심각해졌다는 얘기로 간주할 수가 있다는 뜻이다.



이건. 절망적이다.



하지만 비록 상황이 이렇게 절망적이라 하더라도 포기할 수는 없다.



이 대목에서, 방사선 수치가 갈수록 높아져 가는 현장에서 도쿄전력 직원 800명 중에 750명을 철수 시키고 남은 50명의 입장을 한번 생각해보자.



방호복을 입고서도 단 십분 간의 작업만으로도 호흡곤란 증세를 일으 킬정도의 치명적인 상황에서 작업을 하고 있는 것이다. 방사선 피폭 량이 시간당 400m㏜를 넘어 1000m㏜ 육박하게 되면, 어지간한 사람들은 그 자리에서 구토를 일으키고 쓰러지는 양이다. 이들은 이미 이후의 생을 포기한 것이나 마찬가지다. 그런 현장에서 작업을 하고 건강하기를 바라는 것은 불가능한 얘기다.



하지만 그들은 목숨을 걸고, 아니 이미 목숨을 포기한 상태에서 작업을 하고 있다. 아마도 그들이 작업을 하고 있는 것은 어떻게 해서든 망가진 각종 냉각장치들을 재 기동시켜보려는 작업일 것이다. 이게 미약하나마 성공한다면, 상황은 호전될 수도 있다. 어쩌면 이들이 우리에게는 마지막 희망일지도 모른다.



이들이 어떤 심리상태에서 작업을 하고 있는지는 모르겠지만, 실질적으로 거대한 자연의 재앙 앞에서 인류를 구하기 위해 노력하고 있는 위대한 영웅들이라 하지 않을 수 없다. 그분들의 노력과 희생에 마음속 깊은 곳에서 우러나오는 경의를 표하는 바이다. 모쪼록 그분들의 희생이 효과를 발휘해서 상황이 안정되기를 기원한다.







헬리콥터를 동원한 냉각수 투하를 보도하는 아사히 신문 그래픽자료

(17일 오전10시 46분)



이제 우리의 상황을 살펴보자.



우리가 걱정할 것은 과연 그 원자로들이 얼마만큼의 오염물질을 내 뿜을 것이며, 얼마만큼 높이 뿌려질 것인가 하는 부분이다. 큰 폭발이 벌어져서 오염물질이 높게 뿌려진다면 널리 퍼질 것이고, 다행히 큰 폭발 없이 조용히 부서져 내린다면 근처만 오염시키게 될 것이기 때문이다.





한 가지 다행스러운 것은 우리와 일본이 자리 잡은 위도 지역은 편서풍대라는 점이다. 이 편서풍은 계절풍은 아니고, 지구 자전과 위도에 따른 기온차이가 유발하는 연중 거의 고정된 바람이라는 특징이 있다. 대략 2키로 상공에서 12km 권계면까지 유지되는 바람이며, 고도가 높아질수록 풍속이 강해진다.



이 편서풍은 지상풍에도 영향을 주기 때문에, 우리나라의 기상현상이 항상 서에서 동으로 이동하는 특징을 보여주게 되기도 한다. 결국, 후쿠시마에서 발생한 오염물질의 상당수는 태평양으로 가게 될 것이다. 물론 그 이하에서 부는 바람은 방향이 바뀔 수도 있고, 또 바람이 없더라도 확산효과에 의해 오염물질은 사방으로 퍼져 나가기 마련이다.







혹시나 더 거대한 폭발이 발생해서 12키로 권계면 위로 재가 날린다면, 그 위에 자리 잡은 제트기류를 타게 된다. 이 제트기류까지 오염물질이 올라가게 되면 거의 모든 북반구에 퍼져나가게 된다. 체르노빌 사건 때 며칠간 지속된 대형화재로 말미암아 오염물질이 이 제트기류를 타게 되었고, 그 결과 거의 모든 북반구 지역에 미소하나마 방사선 오염 효과가 발생하기도 했다. 하지만 이 제트기류도 서에서 동으로 흐르고 있다는 사실이 너무 감사하다. 즉, 초속 80m, 즉 시속 288km 가 넘는 속도로 오염물질을 뿌려댈 제트기류도 우리보다는 미국을 먼저 덮치게 될 것이다.



바랄 수 있는 최선의 상황은, 후쿠시마 원전들이 그리 심하게 폭발하지 않고 천천히 녹아 내리는 것이다. 지속적으로 냉각시킴으로써 상황을 이렇게 가져갈 수 있게 되기를 바란다. 그럴 경우 오염물질은 그리 멀리 퍼지지 않고 주변 반경 일이백 키로만 오염시키고 말 수도 있다. 일본 현지인들에게는 미안한 얘기지만, 이렇게 된다면 주변국들의 피해는 최소화 시킬 수도 있다.



그렇지 않고 과열된 연료봉들이 임계점을 넘어 급속한 핵분열반응이라도 일으키게 된다면, 거대한 폭발과 함께 화재가 발생할 것이고, 전 북반구를 오염시킬 수도 있다. 이런 상황이 되지 않기를 바랄 뿐이다.



어찌되었거나, 초기의 낙관적인 예상과는 달리 상황이 점점 더 심각해지고 있다. 어떤 면에서는 우리보다 더 큰 피해를 입게 될 가능성이 있는 미국 서해안 지역에서도 위기의식이 퍼져 나가고 있다.



그렇다 하더라도 지금 당장 우리가 어떻게 손을 쓸 방법은 없다. 냉정하게 사태를 지켜보면서 각자의 안전을 보호 하기 위해 어떤 조치를 해야 할까에 대한 고민을 할 시간이다.



그다지 신뢰가 가지는 않지만, 우리측 공식 발표는 최악의 상황에서도 우리 국토에 쏟아지는 방사선 피폭량이 그다지 높지 않을 것으로 나타난다는 것이었다. 그러나, 그런 저준위 노출 상황에서도 수산업, 농업등 식량 생산 산업에 막대한 차질이 빚어질 것이고, 극심한 식량난이 도래할 가능성도 있다는 것은 얘기하지 않고 있다. 그리 즐겁지 않은 예측이긴 하다.



또, 각국에서 벌어지고 있는 요오드약제 사재기 현상에 대해서도 이런 정도는 알아 두셔야 한다. 실제로 위험하다고 할 수 있는 요오드 동위원소는 요오드131인데, 이 물질은 반감기가 8일밖에 안 된다. 즉 원자로 주변에서 배출 된지 8일이 경과하면 반으로 줄어든다. 즉 반감기가 몇 십만년, 몇 억년 하는 우라늄이나 플루토늄과는 달리 시일이 경과 할 수록 지속적으로 감소하는 비교적 위해가 적은 동위원소이다.



우리 몸에서 요오드가 흡수되기 좋은 조직이 바로 갑상선이고, 체내에 요오드 131이 들어올 경우 갑상선은 이를 정상적인 요오드로 오인하여 흡수하게 된다. 그럴 경우 갑상선암의 발병 확률이 치솟게 된다.



요오드 약제를 먹는 다는 것은, 체내에 들어온 요오드131이 갑상선에서 흡수 되는 걸 막기 위해 미리 충분한 양의 정상적인 요오드를 체내에 투입하여 갑상선이 더 이상의 요오드를 흡수하지 못하도록 막아주는 미봉책일 뿐이다. 요오드 131이 체내를 돌며 다른 조직을 파괴하는 것을 막아주지도 못할 뿐더러, 다른 동위원소들로 인한 방사선 오염에는 전혀 효과가 없다.



오히려 칼륨과 비슷해서 우유 등에 쉽게 들어가 버리는 세슘137이 더 위험할 수도 있으나 이에 대한 방어책은 전무하다. 체르노빌 이후 근처 지역의 아동들이 세슘137이 함유된 우유를 먹고 방사선에 오염된 사례는 많이 보고되고 있다.



하지만 어느 선 이하의 저준위 오염은 생활상의 주의로 충분히 오염을 방지할 수 있다는 점도 기억해 두자.



방사능 물질들의 농도가 올라갔을 경우, 가급적 외출을 삼가하고 외출에서 돌아왔을 때 충분한 샤워로 피복에 묻은 오염물질을 제거해 주고, 환기에 신경을 쓴다면 오염 농도는 상당부분 줄일 수도 있다. 식물이 많은 숲속 등지가 약간 더 안전하다는 점도 있다.







원자력이란 이런 것이다. 아무리 유용하고 아무리 효율적이라 하더라도, 유사시에 문제를 해결할 방법이 전혀 없기에 더욱 더 끔찍한 기술이다. 도대체 누가 자꾸 원전을 더 짓자고 그러냔 말이다. 이런 비참한 사고를 눈앞에서 보고도 배우는 게 없단 말인가?



어찌되었거나 문제는 이미 발생했고, 이미 발생한 문제에 대해서는 냉정한 대비로 피해를 줄이는 것이 상책이다. 다 죽었다고 호들갑을 떠는 것도 불필요하고, 아무 문제없을 거라고 근거 없는 낙관으로 일관하는 것도 좋지 않은 태도가 된다.



이번 사건으로 이미 세상을 떠난 많은 분들의 명복을 빌며, 또 지금도 스스로의 생명을 바쳐 사태 수습에 뛰어들고 있는 후쿠시마의 관련자들에게 경의를 표하면서 마친다.

물뚝심송