일본 후쿠시마 원전 4호기 옆에 사용후 핵연료 6400개를 모아둔 별도 건물의 냉각장치가 고장이 난 것으로 알려지면서 대규모 방사선 유출 가능성에 관심이 모아지고 있다.

전문가들은 사용 후 핵연료를 격납용기가 없는 별도공간에 보관하려면, 화재가 나서 물이 다 빠지더라도 연쇄반응이 일어나지 않는 ‘비임계 질량’을 유지하는 것이 안전수칙이기때문에 대규모 방사선 유출 가능성이 낮다고 보고 있다.

서울대 원자핵공학과 이은철 교수는 “원전에서는 최악의 경우를 가정해 어떤 일이 벌어지더라도 핵연료봉을 사용한 뒤 별도의 공간에 보관할 경우, 비임계 질량인 0.98 이하를 유지하도록 통제하게 된다”며 “물이 냉각되고 있지 않다고 해서 연쇄반응을 통해 대규모 방사선이 유출되지는 않을 것”이라고 말했다.

비임계 질량(subcritical mass)이란 연쇄반응을 일으키는데 필요한 핵물질의 최소 질량인 임계질량(Critical Mass) 1 이하를 일컫는다. 이런 상태에서는 원자핵이 중성자와 충돌해 분열을 하더라도 연쇄반응이 일어나지 않고 스스로 분열을 멈춰버린다.

사용후 핵연료를 담아둔 건물 안에 물이 다 빠지고 수증기가 남는 경우를 최악의 시나리오로 가정한다고 해도 비임계 질량을 유지한 상태라면, 추가로 방사성 물질을 유출하지 않는다는 분석이다.

또 4호기 원전 안에도 수조가 있는 점을 감안할 때 바로 꺼낸 핵연료봉은 원전 안 수조에 넣어뒀다가 시간이 지나면 별도 공간에 보관할 가능성도 있어 6400개의 사용후 핵연료는 냉각된지 꽤 오래됐을 것으로 추측된다.

하지만 후쿠시마 원자로에 들어 있는 평균 연료봉 수와 정비주기에 대한 정보가 정확히 알려져 있지 않아 완전히 안전하다고 장담하기는 어렵다.

이 교수는 “우리나라의 경우 원자로에 평균 150~200개의 연료봉이 들어 있고 매년 한차례씩 3분의 1을 꺼낸다”며 “하지만 후쿠시마 원전에서는 얼마나 자주 연료봉을 꺼내는 정비작업을 하는지 파악되지 않았기때문에 6400개 가운데 꺼낸 지 오래되지 않은 연료봉이 얼마나 많이 섞여 있는가가 문제”라고 설명했다.

카이스트 장승흥 교수는 “사용 후 연료봉을 보관하는 공간은 격납용기가 없기때문에 방사선이 방출되면 통제가 어려워 위험해질 수는 있다”고 말했다.

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