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[머니투데이 권성희기자]전세계를 방사능 공포에 몰아넣고 있는 일본 후쿠시마 제 1원전. 과연 이 곳에선 지금 무슨 일이 벌어지고 있는 것일까. CNBC가 17일 후쿠시마 제 1원전 내 6개 원자로의 상태를 정리, 분석했다.

인근 방사능 수치는 어느 정도일까

일본 경제산업상 원자력안전보안원은 인근 지역 방사능 수치가 정상 범위를 넘어섰지만 아직 위험한 수준은 아니라고 밝혔다.

보안원에 따르면 이날 후쿠시마 원전 서쪽 출입구의 방사능 농도는 시간당 338 마이크로 시버트로 조사됐다. 이 곳에 사람이 1년간 서 있다면 400 마이크로 시버트의 방사능에 노출된다는 설명이다.

현재 이 곳의 바람은 북서쪽에서 남동쪽으로, 즉 태평양 쪽으로 불고 있다.

방사능 유출은 어떻게 막을 수 있을까

후쿠시마 제 1원전 6개의 원자로는 각각 기본적인 격납용기로 쌓여 있다. 격납용기는 4~8인치의 강철로 만들어졌으며 원자로에서 방사능이 유출되는 것을 1차적으로 막는 역할을 하고 있다.

격납용기에 틈이 생겨도 격납용기를 둘러싼 건물 벽이 방사능 유출을 2차 방어한다. 이 건물 벽은 철과 콘크리트로 만들어졌다. 격납용기를 둘러싼 건물 벽까지 손상되면 방사능이 공기 중으로 유출된다.

후쿠시마 제 1원전은 원자로 온도가 올라가 냉각수가 줄었고 이 때문에 수소가 발생해 폭발이 일어나 1~4기 원자로 격납용기 건물이 모두 손상된 상태다. 하지만 격납용기까지 파손된 것은 없는 것으로 파악된다.

어떤 원자로가 가장 위험할까

3기 원자로(784-MW)= 헬리콥터를 통해 냉각수를 살포하려 했으나 실패했다. 이 원자로는 6기 중에서 유일하게 혼합연료 안에 플루토늄을 포함하고 있다.

보안원에 따르면 3기 원자로에서 흰 연기가 발생한 것은 사용한 폐연료봉에서 증기가 발생했기 때문으로 보인다. 현재 3기 원자로 압력은 계속 올라가고 있는 상황이다.

방사능 농도가 가장 높은 곳도 3기 원자로 부근이다. 3기 원자로의 격납용기 건물은 지난 14일 폭발했다.

이 원자로에서 가장 걱정되는 것은 이 곳에서 나오는 흰 연기가 방사능 물질을 공기 중에 확산시킬 수 있다는 점이다. 현재로선 흰 연기가 어디에서 발생하는지 정확히 파악되지 않고 있다.

이와 관련, 에다노 유키오 관방장관은 16일 3기 원자로에서는 원자로 자체를 감싸는 격납용기 자체가 손상됐을 가능성이 있다고 밝혔다. 이는 3기 원자로에서 나오는 증기가 핵 반응시 나오는 방사능 물질이 함유하고 있다는 의미다. 반면 격납용기 자체 손상 없이 건물만 파손된 경우 방사능 유출 우려는 크지 않다.

하지만 보안원은 증기가 사용한 폐연료봉을 저장한 곳에서 나온 것으로 파악하고 있다. 이는 사용한 폐연료봉을 싸고 있는 수분이 기체로 변해 공중으로 유출되고 있다는 의미로 역시 방사능을 공기 중에 누출시킨다.

폐연료봉은 공기에 노출될 경우 방사능 위험이 상당히 높다. 페어윈즈 어소시에이츠의 수석 엔지니어인 어니 건더센은 연료봉이 공기 중에 노출되면 연료봉의 지르코늄 금속이 발화해 연료에 함유하고 있던 방사능 물질이 날아가게 된다고 설명했다.

4기 원자로(784-MW)=미국 원자력 규제위원회는 4기 원자로의 폐연료봉 저장소에 물이 없어 방사능 수치가 극도로 높아졌다고 지적했다. 하지만 운영업체인 도쿄전력은 폐연료봉 저장소에 물이 있는 것을 확인했다고 설명했다.

4기 원자로에서는 16일 화재가 발생한 뒤 흰 연기가 뿜어져 나왔다. 지진과 쓰나미가 닥쳤을 때 이 원자로는 유지 보수를 위해 가동 중단된 상태였다.

15일에도 4기 원자로는 폐연료봉 장소에 화재가 발생해 폭발이 일어났다. 일본 원자력안전보안원은 폭발로 원자로 격납용기를 감싸고 있는 건물 벽에 8미터 가량이 구멍 두 개가 생겼다고 밝혔다.

건더센은 원자료 내 핵연료보다 폐연료봉이 더 위험하다고 지적했다. 폐연료봉 저장소에는 내부 격납설비가 없기 때문이다. 그는 "4기 원자로 건물 천장이 이미 손상된 상태기 때문에 폐연료봉 저장소에 물을 충분히 유지하는 것이 중요하다"고 말했다.

방사능 물질이 빠져나오지 않도록 하려면 계속해서 물을 채워 넣어야 한다. 폐연료봉이 공기와 접촉하는 순간 방사능이 누출된다.

2기 원자로(784-MW)=도쿄전력은 1기와 2기 원자로에 전력 케이블을 연결해 냉각 시스템이 작동하도록 하는 방안을 시도하고 있다.

2기 원자로는 15일에 폭발이 일어나 압력용기가 손상됐으며 건물 천장도 무너져 내렸다.

도쿄전력은 15일 2기 원자로의 핵연료봉이 공기 중에 노출됐으며 연료봉의 33%가 추정된 것으로 보인다고 밝혔다.

하지만 보안원은 16일 해수를 원자로에 주입하는 과정이 무난하게 이뤄지고 있다고 설명했다.

연료봉이 냉각수에 담겨 있지 않으면 온도가 올라가 녹을 수 있으며 이 경우 방사능이 누출된다. 최악의 시나리오는 원자로가 완전히 녹는 노심 용해(멜트다운)가 일어나는 것이다.

1기 원자로(460-MW)=도쿄전력이 2기 원자로와 함께 전력을 공급해 냉각 시스템을 복구시키려 노력하고 있다. 지난 12일 폭발이 있었으며 16일에는 연료봉의 70%가 손상된 것으로 보도됐다. 현재 1기 원자로에도 해수 주입이 이뤄지고 있다.

국제원자력기구(IAEA)에 따르면 기본적인 격납용기는 손상이 없는 것처럼 보이지만 핵연료봉이 냉각수로 싸여 있지 않은 것으로 추정돼 온도 상승시 노심 용해가 우려된다.

5기 원자로(784-MW)와 6기 원자로(1100-MW)=5기 원자로는 강진이 일어났을 때 보수를 위해 가동 중단 중이었다. 도쿄전력은 16일 냉각수를 주입하고 있으며 폐연료봉 저장소 온도가 소폭 올라갔다고 밝혔다. 현재로선 1~4기 원자로에 비해 안전하다.

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머니투데이 권성희기자 shkwon@

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