후쿠시마 원전 사고[ Fukushima Daiichi nuclear disaster , 福島原電事故(복도원전사고) ]요약 2011년 3

[한재영]

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hanjy9713

2023.07.20. 14:02조회 5

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후쿠시마 원전 사고

[ Fukushima Daiichi nuclear disaster , 福島原電事故(복도원전사고) ]

요약 2011년 3월 11일 일본 도호쿠[東北] 지방 앞바다의 대지진과 지진해일(쓰나미)로 인하여 후쿠시마 제1원자력발전소에서 발생한 사고. 발전소가 침수되어 전원 및 냉각 시스템이 파손되면서 핵연료 용융과 수소 폭발로 이어져 다량의 방사성 물질이 누출되었다.

2011년 3월 11일 오후 2시 45분에 일본 도쿄에서 북동쪽으로 370㎞ 떨어진 도호쿠 지방의 태평양 앞바다에서 발생한 모멘트 규모(Moment magnitude) 9.0의 대지진과 그로 인한 쓰나미가 도호쿠 지방을 강타하면서 발생하였다. 이로 인하여 진앙지로부터 인접한 해변에 있는 후쿠시마[福島] 제1원자력발전소(제1원전)와 제2원자력발전소(제2원전), 오나가와[女川] 원자력발전소, 도카이[東海] 원자력발전소 등 4개 원자력발전소 부지가 직접 또는 간접적인 영향을 받았다. 당시 운전 중이던 후쿠시마 제1원전의 1~3호기와 제2원전의 1~4호기, 오나가와 원전의 1~3호기, 도카디 원전의 2호기 등 11기가 강진을 감지하여 자동으로 정지되었다.

가장 큰 피해는 후쿠시마 제1원전에서 발생하였다. 지진이 발생한 지 약 52분 뒤에 높이 14~15m의 쓰나미가 도달하여 정기검사로 정지 중이던 4~6호기까지 6기의 원전 건물이 모두 4~5m 높이로 침수되었다. 이로 인하여 전원(電源)이 끊긴 뒤 비상용 발전기까지 정지되는 등 모든 교류 전원을 상실함으로써 냉각장치도 작동하지 않아서 원자로 노심(爐心)을 식혀 주는 냉각수 유입이 중단되었다. 그 결과로 핵연료가 용융하고 수소가 발생함으로써 3월 12일 1호기에서 수소폭발이 일어난 데 이어 3월 14일에는 3호기, 3월 15일에는 2호기와 4호기에서 잇달아 수소폭발이 발생하면서 원자로 격벽이 붕괴되어 다량의 방사성 물질이 누출되었다.

냉각장치가 작동하지 않음에 따라 3월 13일부터 냉각수 대신 뿌린 바닷물이 방사성 물질을 머금은 오염수로 누출되었다. 3월 24일 3호기 터빈실 주변에서 정상적으로 운전할 때의 원자로 노심보다 1만 배나 농도가 높은 방사성 물질이 검출되었다. 오염수 처리 문제가 시급해짐에 따라 일본 정부는 4월 4일에서 10일까지 저농도 오염수를 바다로 방출하였다. 4월 12일 일본 정부는 후쿠시마 제1원전의 사고 수준을 7등급으로 격상한다고 공식 발표하였는데, 이는 원자력 사고의 최고 위험단계로서 1986년 구 소련에서 발생한 체르노빌 원자력발전 사고와 같은 등급이다.

방사성 물질 누출로 인하여 후쿠시마 제1원전 부지 내의 토양에서 핵무기 원료인 플루토늄까지 검출되었고, 원전 주변에서는 요오드와 세슘 외에 텔루륨·루테늄·란타넘·바륨·세륨·코발트·지르코늄 등 다양한 방사성 물질이 검출되었는데, 이는 핵연료봉 내 우라늄이 핵분열을 일으킬 때 생기는 핵분열 생성물들이기도 하다. 또한 후쿠시마 토양에서는 골수암을 유발하는 스트론튬이 검출되기도 하는 등 심각한 방사능 오염 상태를 보였다. 이러한 방사성 물질은 편서풍을 타고 상당량이 태평양쪽으로 확산되어 육지 생태계에 미친 영향은 적었으나 방사능이 다량 누출된 날의 풍향에 따라 원전 북서쪽 지역의 오염이 상대적으로 심하게 나타났다. 이 사고의 방사능 누출로 인하여 한국에서도 극미량이지만 요오드-131과 같은 방사성 원소가 대기 중에서 검출되기도 하였다. 이 사고로 인한 방사성 물질 누출량은 체르노빌 원자력발전 사고의 누출량에 비하여 약 10~15% 수준인 것으로 알려졌으며, 수소폭발 이후에는 대기 중으로 방사성 물질이 다량 누출되는 일은 발생하지 않았다.

사고 후 원전의 반경 20㎞ 이내의 주민을 대피하도록 하였으며, 원전 가동 중지로 인한 전력 공급 부족을 우려하여 3월 14일에서 4월 8일까지 도쿄전력주식회사와 도호쿠전력주식회사[東北電力株式会社]의 관할권 내에서 계획 정전이 실시되었다. 2011년 12월 16일 일본 정부는 후쿠시마 제1원전이 냉온정지 상태임을 발표하였는데, 이는 용융된 원자로 내부의 냉각수 온도가 100℃ 미만임을 의미하는 것으로 한국 원전의 상온정지 운전모드와 동일한 상태, 곧 원전의 위험도가 상대적으로 낮은 상태를 의미한다. 2012년 4월에는 일본의 전기사업법에 따라 제1원전의 1~4호기가 폐로(廢爐)되었으며, 중장기 과제로 이후 수십 년에 걸쳐 연료봉 추출, 오염수 처리시설 설치, 오염된 토양 정화 및 원자로 폐로 작업을 추진한다.

한편, 후쿠시마 제2원전도 일부가 침수되어 4기가 모두 자동 정지되었으나, 침수 상태가 경미하고 외부 전원이 공급되어 신속히 회복되었다. 냉각장치 고장으로 방사능 누출 가능성이 높아져 반경 3㎞ 이내의 주민들에게 피난 지시를 내렸으나, 3월 14일 냉각 기능을 회복하였다. 도카이 원전은 발전소로 공급되는 외부 전원 3개 선로가 모두 차단되었으나 비상 디젤발전기 3개가 작동하여 전원을 공급하였다. 오나가와 원전은 5개 송전선로 가운데 4개가 상실되었으나 침수 피해가 발생하지 않아 비상 디젤발전기를 이용하여 냉각 기능이 안정적으로 작동하였다.

이 사고로 인한 경제적 피해 추정액은 최소 5조 5045억 엔에서 최대치는 일본 정부 1년 예산의 절반에 육박하는 48조 엔에 이른다. 또한 이 사고로 인하여 원자력 발전에 대한 근원적 회의의 목소리가 높아졌다. 사고 당시 일본에서는 총 54기 가운데 38기가 운전 중이었으나, 2012년 10월 현재 2기만 운전 중이다. 다른 나라들에서도 대체로 원자력 찬성 비율이 크게 줄었으며, 국제기구를 중심으로 원자력 발전의 안전성 강화를 위한 논의가 활발하게 이루어졌다. 특히 독일 정부는 노후한 원전의 수명 연장 결정을 철회하고 2020년 이전까지 자국 내의 원전 17기를 모두 폐기할 것을 선언하였다.