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안전용품

[후쿠시마 사고 7년] ① 방사성 폐기물은 어떻게 처리되나

올해는 후쿠시마 원전 사태가 발생한지 7년이 되는 해이다.

2011년 3월 진도 9 규모의 지진이 일본의 태평양 연안을 강타했고, 며칠 뒤 지진에 따른 쓰나미가 발생하여, 후쿠시마 제1원전을 덮쳤다. 지진과 동시에 원자로 건물의 외부 전원이 끊겨, 노심을 냉각하기 위해 분당 약 400만 리터의 물 공급을 담당하던 펌프가 정지했다.

송전망이 진도 9 미만의 지진에도 견딜 수 없다는 것은 이미 알려져 있었다. 이 경우를 대비해 12대 이상의 디젤 발전기가 설치되어 있었다. 디젤 발전기 1대면 노심의 손상을 막기 위해 냉각하는 안전 시스템을 충분히 가동할 수 있으며 나머지는 여분이었다. 그러나 지진은 13미터 이상의 쓰나미를 일으켰다. 7미터 정도인 방파제로 보호할 수 있는 수준이 아니었다.

안타깝게도 비상 디젤 발전기들은 해안에서 가장 가까운 터빈 건물 지하에 있었다. 이 위치는 지진에는 가장 강했지만, 침수에는 가장 약한 장소였다. 이렇게 디젤 발전기들이 침수되면서 반응열을 식히지 못한 원자로에 문제가 생겼고, 그 결과 노심이 녹아 내리는 멜트다운(Melt Down) 현상이 여섯 기의 원자로 중 세 기에서 일어났다. 노심이 녹아 내려 방사성 물질의 봉인을 위한 격납 용기가 노출되고 이로 인해 방사성 물질이 유출되기 시작했으며, 노심의 멜트다운으로 인해 발생한 수소가 폭발하면서 건물 외부로 유출을 한층 가속화 했다.

2013년 4월 국제원자력기구 직원들이 후쿠시마 원자력 발전소 4호기에 방문한 모습. [사진=국제원자력기구]

뇌종양 암 유발하는 세슘…먹이사슬에 농축

방사성 물질은 알파선, 베타선, 감마선 등 전리방사선을 방출하는 방사성 원소이다. 이러한 물질 중 세슘, 요오드 등은 공기와 물을 통해 전파되어 인체에 매우 심각한 위험을 초래한다. 세슘137은 반감기1는 30년으로, 베타선과 감마선을 방출한다. 베타선은 방사선 원소에서 방출되는 강렬한 전자의 이동으로 돌연변이를 유발한다고 알려져 있다.

감마선은 원자로에서 생성되는 대부분의 방사성 물질에서 방출되는 전자파이다. 세슘은 먹이 사슬의 어떤 단계에서도 생태학적으로 농축되며, 칼륨처럼 세포 어디에도 존재할 수 있다. 세슘에 노출되면 뇌종양, 난소암, 고환암, 유전적 질환 등이 발생할 수 있다. 방사성 요오드131은 반감기가 8일이며, 베타선과 감마선을 방출한다. 먹이사슬에서 농축되며, 인체에는 갑상선에 농축되어 갑상선 질환과 갑상선암을 일으키는 강력한 발암물질이다.

2014년에 발표한 후쿠시마현 보건관리 정책위원회의 조사에 의하면 후쿠시마현에서 갑상선 초음파 검사를 받은 29만여명의 18세 미만 인구가운데, 131명이 갑상선 암 또는 갑상선 암 의심 진단을 받았다고 한다. 이외에도 트리튬, 스트론튬, 플루토늄 등 200여종의 방사성 물질이 유출되었을 수 있으며, 방사성 물질의 유출로 인해 일본 국토의 약 10퍼센트 가량이 방사성 물질에 오염됐고 15만명 이상이 피난했다고 알려져 있다.

방사성 폐기물의 처리

그로부터 7년이 지난 지금, 후쿠시마 현 사고 지역에는 반감기가 짧은 방사성 물질들의 경우 그 양이 현저히 줄어 들었지만 여전히 위험이 있다. 일본 정부와 도쿄전력(TEPCO)은 사고 지역 폐기물들을 제거하고 파괴된 생태계를 복구하기 위해  아래 도표와 같은 프로세스로 그 처리를 진행하고 있다.

일본 정부와 도쿄전력의 방사성 폐기물 처리 프로세스. [제공=한국3M]
일본의 제염 및 폐기물 수집 작업 [제공=일본 3M]

 방사성 폐기물 처리 과정은 다음의 네 단계로 요약할 수 있다.

① 오염 지역 및 폐기물의 제염2 작업
② 제염 작업 완료 후 방사성 폐기물 수집
③ 가연성/비가연성 물질로 분류한 후 소각
④ 소각 후 잔여 폐기물을 영구히 보존할 매립지역으로 이송 및 매립

사고 직후부터 일본 후생노동성의 ‘동일본 대지진 발발로 인해 발생된 방사성 물질에 의한 토양과 폐기물의 제염작업 중 전리방사선 위험으로부터 보호를 위한 조례3에 의거, 제염작업을 진행했다. 그 작업자와 작업 현장의 안전을 담보하고 방사성 폐기물들을 일시 보관했다.

제염 작업은 올해까지 계속됐으며, 동시에 제염된 방사성 폐기물을 수집, 운반하여 소각하는 작업이 이루어 지고 있다. 일련의 작업은 일본 노동후생성의 ‘원전 사고 폐기물의 처리와 관련된 작업자의 방사선 위험으로부터 보호를 위한 가이드라인’에 따른다. 이 가이드라인을 들여다 보면, 현재의 후쿠시마 방사능 수준과 원전 관련 유해인자에 대한 보호구의 사용을 알 수 있다.

먼저 작업자는 하루 1mSv 이상 외부로부터 피폭 위험이 있는 경우 예외 없이 전자식 도시미터4를 착용하여야 한다. 하루 노출량을 평가하기 위해서이다. mSv(밀리시버트)란 인체에 피폭되는 방사선량을 표현하기 위한 단위이다.

이러한 측정을 통해 5년간 누적방사선량이 100mSv를 초과하거나 최근 1년간 누적방사선량이 50mSv를 초과하지 않도록 관리되어야 한다. 여성의 경우에 최근 3개월의 누적방사선 피폭량이 5mSv이하로 관리되어야 한다. 참고로 병원에서 진단용 방사선으로 사용되는 X선의 경우 회당 0.1mSv 전후라고 알려져 있다.

 

글 | 한국쓰리엠(주) 산업안전사업팀 이기영 부장


[편집자주] 이 글은 3M의 OH 뉴스레터 2016년 여름호에 게재된 ‘후쿠시마 사고, 그 후 5년’ 원고를 재가공한 기사입니다.

반감기 : 어떤 물질을 구성하는 성분이 반으로 감소하는데 필요한 기간
제염 : 방사성 물질을 제거하는 것
일본 후생노동성 조례 No. 152, 2011
일정 기간 내에 방사선에 의해 피폭된 방사선의 총량을 측정하는 기계

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