후쿠시마제1핵발전소, 방사능오염수와 해양오염 확산

후쿠시마제1핵발전소, 방사능오염수와 해양오염 확산

 

고노 다이스케 편집위원

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해양오염

 

○도쿄전력, 정밀도 낮은 오염조사로 ‘불검출’ 남발

도쿄신문과 독교(獨協)의과대학 기무라 신조 준교수(방사선위생학)의 합동조사(2014년 10월)에서 후쿠시마제1핵발전소 전용항구 입구의 바닷물에서 1.07Bq/L의 세슘이 검출됐다. 해저토양은 24시간, 바닷물은 8시간에 걸쳐 계측했다. ‘바닷물이 1Bq/L이면 100Bq/kg의 물고기가 있는 가능성이 있다. 한편, 도쿄전력의 계측시간은 17분 정도에 불과하며 이는 1Bq/L 전후의 오염은 거의 놓쳐버리는 정밀도다.

 

오염확산

○도쿄만도 오염

도쿄신문과 독교(獨協)의과대학 기무라 신조 준교수(방사선위생학)가 도쿄만 9개 지점의 해저토양과 바닷물에 대한 조사(2014년 9월 실시)를 해 보니, 하구의 토양에서 세슘이 높은 농도로 검출됐다(그림). 하구 주변은 강과 바다가 만나는 곳으로, 상류에서 흘러온 세슘이 침전되기 쉽다. 

 

 

 

 

○ 수산물 스트론튬 플루토늄 오염

스트론튬은 섭취되면 뼈에 쌓이고, 몸 밖으로 배출되기 어려우며 뼈암과 백혈병 등을 불러일으킨다. 스트론튬90의 반감기는 29년이며, 휘발성화합물을 만들기 어려워 대기 중에서 그다지 멀리까지 날아갈 수 없지만, 물에 녹기 쉬워 바닷물 오염에 주의해야 한다.

스트론튬이 베타선을 내기 때문에 검사가 어렵다고는 하지만, 일본수산청이 최근까지 발표한 검사결과가 67건이라는 것은 지나치게 적다. 작년에 잡히고 작년에 발표된 것이 불과 4건이고 모두 검출한계 미만이었다(지도 상에서 샘플 번호 64~67 해당).

사고 발생 이전 “2010년까지 일본 주변 해역의 어패류 및 조류(藻類) 속 스트론튬90 농도는 검출하한치 이하~ 0.26Bq/kg의 범위였다.”(일본수산청 홈페이지)

플루토늄이 검출된 것은 위 67건 중 1건(지도 상에서 샘플 번호 48)뿐

사고 발생 이전 “일본 주변해역 어패류 속 플루토늄238 농도는 검출하한치 이하~0.0016Bq/kg, 플루토늄239+플루토늄240 농도는 검출하한치 이하~0.073 Bq/kg의 범위였다.”(일본수산청 홈페이지)

아래 표는 2014년에 발표된 플루토늄 또는 스트론튬이 검출된 수산물 데이터다.

 

 

 

 

생물종	채취지점	채취일 (2013년)	발표일 (2014년)	조사결과(단위: Bq/kg)							비고
				스트론튬89	스트론튬90	세슘134	세슘137	요오드131	플루토늄238	플루토늄239＋240
가리비	48	10월 7일	1월 23일	0.053(검출하한치 미만)	0.0089(검출하한치 미만)	0.016	0.038	검출하한치 미만	0.00053(검출하한치 미만)	0.0011	측정부위 스트론튬·세슘·플루토늄 모두 연체부위
김	53	12월 19일	2월 5일	0.52(검출하한치 미만)	0.069	0.060(검출하한치 미만)	0.084	검출하한치 미만	측정치 않음	측정치 않음	측정부위 전체
미역	54	12월 19일	2월 5일	0.40(검출하한치 미만)	0.055	0.04	0.082	검출하한치 미만	측정치 않음	측정치 않음	측정부위 전체
광어	56	9월 30일	3월 13일	0.34(검출하한치 미만)	0.026	1.94	6.07	검출하한치 미만	측정치 않음	측정치 않음	측정부위 스트론튬· 세슘 모두 몸 전체
볼락	60	9월 11일	5월 23일	1.1(검출하한치미만)	0.21	23.4	51.4	검출하한치 미만	측정치 않음	측정치 않음	측정부위 스트론튬· 세슘 모두 내장을 제외한 몸 전체
광어	61	7월 29일	5월 23일	0.09(검출하한치 미만)	0.018	2.15	5.01	검출하한치 미만	측정치 않음	측정치 않음	측정부위 스트론튬· 세슘 모두 몸 전체
광어	62	7월 29일	5월 23일	0.08(검출하한치 미만)	0.016	0.97	2.64	검출하한치 미만	측정치 않음	측정치 않음	측정부위 스트론튬· 세슘 모두 몸 전체

 

 

 도쿄전력의 방사능오염수 대책

 

 

<방사능오염수 대책의 전체도>(도쿄전력)

 

 

○ 지하수 바이패스

800톤의 지하수가 1~4호기 주변으로 흘러들어가고, 이 중 400톤이 건물 내로 유입돼 방사능오염수가 되고 있다. 건물 내 유입을 막기 위해 2014년 5월부터 산쪽에 우물을 파, 지하수를 퍼올려 바다로 버리는 바이패스(우회, 돌아가다) 운영 시작. 방사능오염수가 1일당 약 100톤 줄었다.

 

○ 동토차수벽(凍土遮水壁)

- 1~4호기 건물로 지하수가 유입되는 것과 건물에서 방사능오염수가 유출되는 것을 막기 위한 대책으로 건물을 삥 둘러싸는 길이 약 1500m 토양을 얼리는 벽(동토차수벽) 건설 중. 단, 2호기 터빈건물과 지하도 연결부분의 얼음벽을 만드는 공사(공법이 동토벽과 동일)에선 결국 얼리지 못해 이 공법을 포기한 바 있다. 원자력규제위원회 내에서도 아래의 방법이 성공하면 동토벽은 불필요하다는 의견이 있다.

- 건물 주변 우물에서 지하수를 퍼올리고, 그 물을 정화해 바다로 버릴 예정이다. 정화한다고 해도 오염농도를 일정 기준 이하로 할 뿐이다. 어업 관계자들의 양해를 얻는 대로 시작할 예정이었으나, 2월 24일에 오염된 빗물이 2호기 옥상에서 배수구를 통해 바다로 유출되고 있다는 것을 작년 4월부터 방치했다는 사실이 발각돼 암초에 걸렸다.

 

○ 바다쪽 차수벽(동토방식이 아님)

강철제 널말뚝 타설이 약 98％ 끝났으며 차수벽 안쪽 매립공사를 실시중이다. 여기에도 우물을 파고 퍼올린 지하수를 기준치 이하로 정화시킨 후 바라로 흘려보낼 계획이다.

 

○ 정화장치

- 다핵종제거장치(ALPS, 최대처리능력 250톤/일) 6대, 2배의 처리능력을 가진 고성능 ALPS 1대 설치. 별도의 물 처리 설비로 세슘과 기름을 제거한 후, ALPS로 트리튬 이외의 방사성물질 62종을 정화한다.

- 세슘을 제거한 후의 방사능오염수는 스트론튬이 최대 오염 요인. “도쿄전력의 공개자료에 의하면 처리 대상수(RO농축염수)에 함유된 스트론튬90 농도는 1600만Bq/L에 이른다. 다른 핵종은 수십Bq/L~수만Bq/L 정도다.” ALPS는 62종의 핵종을 모두 기준치 이하로 정화시키는 것에 중점을 뒀기 때문에 스트론튬 제거능력이 부족하다(도미야스 히로시 도쿄공업대학 명예교수, 도요게이자이온라인 2013년 10월 22일). 따라서 스트론튬에 대해서는 4가지 설비가 더 있으며, 이를 본격적으로 가동시키면 농도를 1/10에서 1/1000로 낮출 수 있다는데, 만약 스트론튬90이 1/1000이 되어도 1.6만Bq/L의 오염이 남는다. 스트론튬의 배출 기준은 30Bq／L이다.

- 다만 이것 장치들은 시운전에서 잦은 고장을 일으켜, 본격 가동에 이르지 못했다. 도쿄전력은 지난 1월, 저장통에 쌓여 있는 모든 방사능오염수를 2015년 3월 말까지 처리하겠다는 계획을 5월로 미뤄버렸다. 쌓여 있는 오염수는 저장통 약 900개, 36만 톤. 저장통의 최대 저장용량은 약 70만 톤으로, 3년 후면 오염수 총량이 그 수치를 넘어 설 것으로 예상하고 있다.

 

 

 

 

○ 트리튬

- 베타선을 쏘는 방사성물질로, 주로 물 형태로 존재하여 여과 등으로는 제거할 수 없다. 다만 농축을 통해 트리튬으로 조성된 물을 제거할 수 있으며, 우라늄 농축과 비교하면 훨씬 용이하다.

- 도쿄전력은 애초 트리튬이 남은 물을 바다로 흘려보낼 생각이었으나, 일본원자력규제위원회가 당분간 저장통에 보관할 것을 지시했다. 후쿠시마제1핵발전소 보안규정에서는 바다로 배출할 수 있는 트리튬 양은 22조Bq/년. 그런데 전체 방사능오염수에 함유된 트리튬 양은 적어도 약 400조Bq, 배출만으로도 20년이 걸리는 수치다.

  

 후쿠시마 제1핵발전소 1~4호기 현황

 

 

 

	1호기	2호기	3호기	4호기
고여 있는 방사능 오염수 양	1만3200톤	1만5200톤	1만9100톤	1만5000톤
저장수조 내 핵연료집합체(개수) [사용후핵연료, 새 핵연료]	392개 [292개, 100개]	615개 [587개, 28개]	566개 [514개, 52개]	없음
저장수조에서 연료 반출	저장수조 핵연료 반출, 2019년으로 연기	건물이 터지지 않았으므로 내부 오염이 가장 심하고, 반출에도 가장 큰 어려움이 있을 듯. 2019년으로 연기될 듯	제염해도 253mSv/h로 사람이 작업할 수 없을 정도 방사선선량, 계획된 2015년 중 반출 시작 불확실	2014년 12월 종료
사고발생 시 핵반응로(=원자로) 내 핵연료(용융) 개수	400개	548개	548개	0
핵연료 저장수조 내 온도	11℃	25℃	19℃	(7)℃
압력용기 바닥부분 온도	15℃	20℃	16℃
	○천장 전체가 낙하해 쓰레기가 됐으며, 현재 핵연료 반출 방법 검토 중 ○건물 덮개 철거작업 3월 시작 예정 ○냉각수가 고농도 방사능 오염수가 되어 누출됨 ○로봇을 사용한 조사에서 격납용기 누수 확인, 수리 검토 중. ○녹아내린 핵연료가 바닥 콘크리트를 녹였을 가능성 있음 ○1층 남동구역의 선량이 높고, 최대 5150mSv/h(50% 이상 죽는 수준).	○핵연료 반출을 위해 건물 윗부분 철거 검토 중 ○5층 핵반응로(=원자로) 바로 위, 최대 880mSv/h ○격납용기 내 최대 7만2900mSv/h(3~4일 사이에 사망하는 수준) ○1층에서 국소적으로 높은 지점 있고, 최대 4400mSv/h ○로봇으로 바닥을 제염했음 ○벤트관 연결부분 높이와 수위가 같아 압력제어실 손상 가능성 크다.	○핵연료 저장수조 내 큰 쓰레기 제거 작업 중 ○강철제 울타리 ○무인중장비로 쓰레기 제거 중 ○내부조사 못 하고 있음. ○거의 모든 핵연료 녹아내렸음 ○1층 격납용기 문짝 궤도에서 높은 선량 검출됐고, 최대 4780mSv/h. ○수위 높으나, 격납용기 배관에서 누수	○핵연료 반출 완료, 위험도 낮음 ○건물 철거 미정 ○열교환기로 계속 냉각 중 ○바닥 밑을 강철기둥으로 보강했음

 

 발행일 : 2015.3.6