후쿠시마 원전 사고 방사능 오염수 방류 시기 피폭 수치 반감기

후쿠시마 원자력 발전소 사고는 체르노빌 원전 사고 이후로 발생한 대규모 원자력 발전소 사고입니다. 원전 사고로인한 방사능 수치 및 오염수 및 방류 시기에 대해 알아보겠습니다. 

 

후쿠시마 원전 사고 (제1원자력 발전소 사고)

2011년 3월 11일, 일본의 후쿠시마 제1 원자력 발전소는 도호쿠 지방 태평양 해역에서 발생한 리히터 규모 7.3의 강력한 지진과 지진 해일로 인해 대형 누출 사고가 발생했습니다. 이 사고는 후쿠시마 제1 원자력 발전소의 원자로 1-4호기에서 방사성 물질이 누출된 사건으로, 체르노빌 원자력 발전소 사고와 함께 국제 원자력 사고 등급(INES)의 최고 단계인 7단계 대사고로 분류되었습니다. 이로 인해 지역은 심각한 방사능 오염 상황에 처하게 되었습니다.

 

 

방사능 오염수 누출

후쿠시마 제1 원자력 발전소에서는 세슘 137과 스트론튬 90이 하루에 약 60GBq(기가베크렐)씩 태평양으로 방출되고 있습니다. 이 사건은 후쿠시마 사고 직후부터 4월 7일까지 하루에 100TBq의 방사능이 원전 배출구를 통해 유출되었으며, 이후 유출량이 줄어들어 현재 상황에 이르렀습니다. 그러나 방출되는 방사능 오염수에 대해서는 농도 기준만이 존재하고 총량 기준이 없어서, 야오야마 연구원은 방사능 물질이 농축될 우려를 표하였습니다. 반면에 도쿄전력 측은 방사능 오염수가 기준치 이하이며 문제가 없다고 주장하고 있습니다. 이러한 방사능 오염수는 2011년 당시 원전 냉각을 위해 바닷물을 이용하는 과정에서 발생하기 시작했습니다. 오염된 물은 수조에 보관되었으나, 원전 내부 뿐만 아니라 오염수 저장탱크에서도 누출되는 문제가 발생했습니다. 이 유출된 방사능 오염수는 빗물과 함께 2012년 1월부터 바다로 유출될 가능성이 있었다고 도쿄전력이 밝혔습니다. 또한 산 지역에서는 하루에 400톤의 지하수가 원전 지하로 흐르면서 방사능 오염수를 생성하는 상황이 있었습니다. 2013년 8월에는 300톤의 방사능 오염수 누출 사건을 조사하던 중, 저장탱크 지상 강판을 연결하는 볼트의 느슨함이 발견되었습니다. 또한 방사능 오염수 확산을 막기 위한 보의 24개 차단 밸브가 열려 있는 상태임이 확인되었습니다. 이로 인해 방사능 오염수가 바다로 유출되었다는 사실이 드러나자, 배수 밸브를 막기로 결정되었고 수조의 오염수를 먼저 빼내는 등 해결책을 시도하였습니다. 그러나 원자력 발전소로 유입되는 지하수를 퍼올리기 위한 우물에서는 저장탱크에서 유출된 오염수 때문에 리터당 기준치보다 최대 470배 높은 트리륨이 검출되었습니다. 뿐만 아니라 지하수를 통해 방사능 오염수도 누출되고 있었습니다. 원전 내부의 방사성 물질이 외부로 누출되면서 고농도 방사선 물질이 물밖으로 퍼지는 상황이었으며, 이는 도쿄전력이 오랜 기간 방치한 결과로 여겨졌습니다.  2013년 9월 16일에는 태풍 마니의 영향으로 오염수가 급증하여 여러 지역의 탱크에서 약 885만 베크렐의 방사능이 유출된 것으로 추정되었습니다. 그러나 도쿄전력은 세슘 농도를 파악하지 않고 베타선만을 측정하여 바다로 방출한 점에 대해 비판을 받았습니다. 또한 2015년에는 내압 호스에서 오염수가 새어나오는 사례가 확인되었고, 이로 인해 후쿠시마 원자력발전소 앞바다로 오염수가 흘러간 사건이 발생했습니다. 또한 2016년 3월 10일에는 후쿠시마 제1 원전에서 원자로 내부용기에 멜트다운이 발생하여 핵연료 덩어리 데브리스를 처리하기 위한 기술적 대책이 없었다는 사실이 확인되었습니다. 이후 2021년에는 제1 원전 주변에서 발생한 규모 7.3의 강진 여파로 5,6호기와 공용수조에서 물이 넘치는 사례가 발생하였습니다. 이와 함께 2021년 중에는 핵연료 덩어리 데브리스를 제거하기 위한 로봇이 투입되었으며, 원자로 내부용기에서 발생한 핵연료 덩어리의 처리 작업이 진행되고 있습니다.

 

 

방사능 오염수 방류 , 시기

 

일본 정부는 후쿠시마 방사능 오염수를 2023년부터 바다에 방류하기로 결정했습니다.  하지만 정확한 시기는 정해지지 않았으며, 2023년부터 방류를 시작 할 경우 이를 모두 처리하는데 30~40년이 걸린다고 말했습니다. 현재까지 모인 오염수는 약 125만톤이며 후쿠시마 원자력 발전소 근처 부지에 1000여개 정도의 탱크로 채워왔습니다. 일본 정부는 저장시설의 90%이상 채웠지만 처리수를 바다에 방류하는것이 금전적으로 현실적인 해결책이라고 주장하고 있습니다. 

 

 

 

방사능 피폭

 

방사능은 방사성 물질이 방사선을 방출하는 능력 또는 그 성질을 지칭합니다. 이로 인해 인체가 방사선에 노출되면 다양한 크기의 피해가 발생할 수 있으며, 방사능 피폭은 외부 및 내부 피폭으로 나뉘어집니다. 피폭은 사고나 자연적인 방사선원, 공업 방사선원 등에 노출되는 과정에서 발생합니다. 이 때 피폭 정도가 증가할수록 심각한 결과를 초래하며, 노출 정도가 높아질수록 생존률이 저하되는 경향이 있습니다. 방사능 노출은 세포의 분열에 영향을 미치는 유전자를 변형시켜 암 발생을 유발할 수 있습니다. 그러나 세포분열을 가속화시켜 성장하는 비정상적인 종양 역시 방사능에 영향을 받으므로, 방사능은 세포 분열을 조절하여 암을 제거하는데에도 사용될 수 있습니다. 신체 내부에서 흡수되는 방사선의 양은 그레이(Gy)로 표시되며, 이 양에 방사선의 효과를 반영하는 상대 생물학적 유효도(RBE) 가중치를 곱하여 계산됩니다. 이 과정을 통해 등가선량인 시버트(Sv)가 정의되며, 조직에 따라 방사선의 영향이 다르기 때문에 조직가중치도 반영됩니다. 이러한 접근으로 흡수된 방사선 양을 정량적으로 평가하는 것이 등가선량과 유효선량의 개념입니다. 국제방사선방호위원회(ICRP)에서는 방사선 피폭에 대해 선량제약치와 선량한도라는 두 가지 기준을 제시하고 있습니다. 선량제약치는 개인선량에 대한 제한 값을 정하여 방호의 기본 수준을 제공하며, 선원 중심적인 접근을 취합니다. 반면 선량한도는 계획된 상황에서 초과해서는 안 되는 개인 피폭량을 제한하며, 업무 종사자와 일반인 모두에게 적용됩니다. 원자력안전법에 따르면, 직무 종사자의 경우 5년 평균 선량한도는 20mSv이며, 일반인은 1mSv입니다. 피폭은 체르노빌 원자력 발전소 사고와 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후에 계속적으로 관심을 끌고 있는 주제입니다. 초기에는 제논-133과 아이오딘-131이 가장 위험했지만, 반감기가 짧아 다행히 문제점이 줄어들었으나 세슘-137과 스트론튬-90과 같이 반감기가 긴 방사능 물질은 여전히 위험성을 지니고 있습니다.

 

 

방사성 물질 반감기

반감기란 방사능이 절반으로 줄어드는 시간을 말합니다.

요오드(I-131) : 8일
세슘(Cs-134) : 2년
세슘(Cs-137) : 30년
스트론튬-90 : 28.7년
루테늄-103: 39.35일
루테늄-106 : 368일
코발트-60 : 5.3년
플로토늄 239 : 2만4300년

 

 

후쿠시마 원전 사고는 방사능 오염수 방류로 인한 환경 문제를 야기했습니다. 환경 보호와 안전 대책이 계속적으로 이루어 지기를 바랍니다.