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[원자력 르네상스 … 그 서막은 비극인가 ③] 우리나라 원전은 안전한가, 단 1건의 원전 사고가 인류에게 재앙을 …
2011년 7월 7일 (목) 16:59:04 |   지면 발행 ( 2011년 6월호 - 전체 보기 )



정부는 우리나라 원전의 안전과 관련해 "30여 년간 단 한 건의 사고도 없었으며, 발전소 운영 능력을 나타내는 이용률도 세계 평균(79.4%)을 훨씬 뛰어넘는 93.4%(2008년 기준)를 기록하는 등 세계 최고 수준의 안전성과 운영 능력을 보여주고 있다"라고 강조한다. 일본도 자국의 원전 관리와 안전성을 거의 신화와 같이 믿었지만, 후쿠시마 원전 사고가 일어났다. 과학자들은 원전 사고발생 확률은 수백만 분의 1이라고 한다. 그 수백만 분의 1인 원전 사고로 후쿠시마 원전 주변 30km 안은 누구도 살지 못하는 죽음의 땅으로 변하고 있다. 드리마일, 체르노빌, 후쿠시마 원전 사고, 그리고 … '안전한 원전'은 존재하지 않는다. 여기에서는 현재 21기의 원전이 가동 중인 우리나라 원전과 안전 관리에 대해 살펴보았다.

정리 윤홍로 기자

정부는 3월 23일부터 4월 말까지 가동 중인 21기 원전과 연구용 원자로 등에 대한 안전점검을 수행했다. 또한, 점검 기간 중 불시 고장을 일으킨 고리원전 1호기에 대한 정밀 안전 점검도 추가로 실시했다. 교육과학기술부 이주호 장관은 5월 6일 국내 원전 안전 점검 관련 결과를 브리핑했다. 주요 내용은 우리나라 원전은 기존 예측된 최대 지진과 지진해일(쓰나미)에 대해 안전하지만, 최악의 자연재해에 대비해 약 1조 원 규모의 안전 설비를 보강하겠다는 것이다.
이 장관은 "대형 자연재해로 말미암아 발생할 수 있는 최악의 원전 사고 시나리오를 가정해 지진해일, 전력 · 냉각 계통, 중대 사고 등 6개 분야 총 27개 항목을 점검했다"면서, "다양한 분야의 외부 전문가 36명과 원자력안전기술원 검사원 37명 등 총 73명이 점검에 참여했으며, 점검 과정에서 지자체와 원전 지역 주민의 의견을 사전에 수렴해 이를 적극 반영했다"라고 밝혔다. 다음은 안전 점검 주요 결과다.


일본 후쿠시마 원전 사고 후 원자력안전회의와 국회의원들의 원전 방문이 이어졌다.

현재까지 조사 · 연구를 통해 예측된 최대 지진과 해일에 대해 우리나라 원전이 안전하게 설계 · 운영되고 있음을 확인했다. 그러나 일본 후쿠시마 원전 사고를 계기로 최악의 자연재해가 발생하더라도 원전이 안전하게 운영되도록 총 50개의 장단기 안전 개선 대책을 발굴했다.
이번 안전 개선 대책은 앞으로 5년간 약 1조 원 규모의 재원을 투입해 단계적으로 반영할 계획이며, 이를 통해 국내 원전의 안전 수준이 획기적으로 강화될 것으로 생각한다. 좀 더 세부적으로 보면 ▲해일에 대한 안전 여유고가 상대적으로 낮은 고리원전의 해안 방벽을 높여(현재 1.7m → 4.2m이상) 타 원전의 부지 높이 수준(10m)으로 증축하도록 하겠다. ▲또한, 원전 부지가 완전히 침수되는 상황에서도 원전에 비상 전력 공급이 가능하도록 비상 디젤 발전기 시설 등에 방수문과 방수형 배수펌프 등 방수 시설을 모든 원전에 추가 설치하기로 했다. ▲이러한 방수 시설 설치에도 비상 디젤 발전기가 작동하지 않는 경우에 대비해 차량에 장착된 이동형 비상 발전기도 원전 부지별로 1대씩 신규로 확보하기로 했다. ▲아울러 최악의 경우 원자로 내 핵연료가 손상돼 대규모 수소가 발생하더라도, 일본 원전과 같이 수소 폭발이 발생하지 않도록 전원이 필요 없는 최신형 수소 제거 설비를 모든 원전에 설치하도록 하겠다. ▲그 밖에 전국의 환경 방사능 감시를 위해 4월 1일 독도에 무인 방사선 감시기 설치를 시작으로 기존 71개 전국 환경 방사능 측정소를 120개까지 확대하고, 방사선 방호 약품 등도 추가로 확보할 계획이다.

이 장관은 "정부는 점검 결과를 한국수력원자력㈜에 통보해 세부 개선 대책을 수립하도록 하는 한편, 매 반기마다 추진 실적을 원자력안전위원회에 보고해 이행 여부를 철저히 점검할 계획이다"라고 말했다. 한편, " 일본 원전 사고를 계기로 우리나라가 선제적으로 국내 원자력 시설에 대한 안전 점검을 실시하고, 최악의 상황에 대비한 개선 대책을 수립 · 시행하는 것은 여러 가지 측면에서 의미가 있다"면서, "대내적으로 국내 원전의 안전 수준을 획기적으로 강화해 나가는 계기가 될 것이며, 앞으로 원전 안전 점검 시 지역 주민과 민간 환경감시기구 등의 참여도 확대해 국민의 신뢰 향상에 기여할 것으로 기대한다"라고 말했다. 또한 "대외적으로 향후 국제적인 논의가 예상되는 '후쿠시마 원전사고 개선 대책'을 우리나라가 선도적으로 수행함으로써, 국내 원전의 국제 경쟁력 확보에도 크게 도움이 될 것으로 생각한다"라고 덧붙였다.

30여 년 무사고 … 세계 최고 수준?
원전의 성능이나 운영 기술을 말할 때, 먼저 고려하는 것이 이용률이다.

이용률(Capacity Factor) = 연간 실제 가동 시간 / (365×24).

즉, 발전소가 일정기간 최대 출력으로 정지없이 발전했을 때를 100%로 보고, 이에 대한 실제 운전 실적을 비교한 것이다. 따라서 이용률이 높다는 것은 원전을 그만큼 고장 없이 우수하게 운영했음을 뜻한다. 우리나라 원전 이용률은 2008년 기준 93.3%로 세계 평균(79.4%)보다 14%가 높고, 주요 경쟁국인 미국(89.9%), 프랑스(76.1%), 일본(59.2%)보다 높다. 이 차이는 95만㎾급 원전 3기가 1년간 생산하는 발전량에 해당하는 것으로, 원전 3기를 무상으로 운전하는 효과를 보고있는 셈이다.
안전성의 척도인 호기당 고장 정지 건수도 2000년 이후 0.5건 정도를 유지하며, 2010년도에 0.1건을 기록해 역대 최고 실적을 기록했다. 안정성을 나타내는 또 다른 지표로 한 주기 무고장 안전 운전이 있는데, 2010년에 영광 3호기를 비롯한 10기가 한 주기 무고장 안전 운전을 달성하는 기록을 세웠으며, 이로써 1978년 국내 최초로 원전을 가동한 이래 총 92회의 한 주기 무고장 안전운전을 달성했다. 무엇보다1978년 원전도입 이래로 단 한건의 사고도 발생하지 않았다는 것이다.


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원전의 사고 · 고장 등급 분류
국제원자력기구는 원전에서 발생하는 사건(사고 또는 고장) 등급을 0∼7등급까지 8단계로 분류한다 수치가 클수록 큰 사건을 뜻하며, 4∼7등급은 사고, 1∼3등급은 고장, 0등급 경미한 고장으로 등급 이하라고 부른다. 이 기준은 국제원자력기구와 경제협력 개발기구 원자력국(OECD/NEA)에 의해 1992년 3월에 제안돼전 세계 59개국이 사용하는국제 기준으로, 우리나라는 1993년 3월부터 이 기준을 적용하고 있다.
2011년 4월 12일 20시 46분에 고리원전 1호기가 발전을 정지했다. 그 이튿날 한국수력원자력㈜(이하 한수원)은 "부하공급용 차단기(비안전 모선 'A'계열)의 손상에 따른 보호 신호 동작으로 터빈과 발전기 · 원자로가 자동 정지됐으며, 차단기는 내부 연결 단자의 접촉 저항 증가에 따른 과열로 손상된 것으로 추정한다"면서, " 단순 기기 고장에 따른 정상적인 원자로 자동 정지로, 정지 직후 발전소는 비안전 모선 'B'계열에 의한 전원공급이 가능했으며, 현재 안전정지상태를 유지하고 있다"라고 발표했다.
2011년 4월 19일 13시 43분에 고리원전 3호기 계획 예방 정비중 비상발전기가 기동됐다. 한수원은 당일 "정비작업자의 착오로 옆의 다른 활성화된 전력선을 건드려 순간적인 전압 강하가 발생해 고리원전 4호기 비상 디젤발전기가 자동으로 기동된 것이다"면서, "이는 발전소 전력 계통상 정상적인 동작으로 고리원전 4호기 안전 운전에 아무런 영향이 없었으며, 설비안전을 확인한 후 15시 15분경 비상 디젤발전기를 정지시켰다"라고 발표했다. 이 사고로 정비원 2명이 손과 겨드랑이 등에 화상을 입었다.

그러면 고장과 사고는 어떻게 다른 것일까? 한수원은 "고장과 사고는 구별해야 하는데, 원전도 다른 산업 시설과 마찬가지로 고장이 날 수 있다"면서 예를 들어 설명한다. "도로를 달리던 자동차가 어느 부분에 이상이 생겨 멈추는 것은 '고장'이며, 기기 고장이나 운전 부주의로 다른 자동차와 충돌하거나 사람을 다치게 한 것이 '사고'다"라는 것이다. 그렇기에 가끔 '고장'이 생겨 원전이 운전을 멈추기는 해도, 우리나라에서 원전 가동 이후 지금까지 발전소 주변 사람들에게 영향을 준 사고는 한번도 없다는 것이다.

우리의 원전은 안전한가?
원전 관계자들에게 '우리 원전은 안전한가?'라고 물으면, 그에 대한 답은 늘 한결같다.
"우리 원전은 세계에서 가장 안전하게 운영한 기록이 있다. 1978년 고리원전 1호기 상업 운전 이래 30여 년간 단 한건의 사고도 없었다. 또한, 세계최고의 안전성을 인정받았기에 아랍에미리트에도 수출의 길이 트였다. 우리가 개발한 APR1400 노형은 안전성면에서 기존 노형하고 차이가 많다. 특히, 일본의 비등형 경수로(BWR)와 다른 가압형 경수로(PWR)이다. 그래서 원자로 안에 있는 물과 터빈이 분리돼 있기에 안전하며, 전원이 끊겼을 때도 증기에 의해 작동하는 보조 급수펌프가 있다. 일본 후쿠시마 원전사고와 같은 상황이 벌어져도 우리가 갖고 있는 가압식 원자로는 증기식 보조 급수 펌프에 의해 냉각 장치가 계속 가동된다(초당 50t의 냉각수가 필요)."
원전의 안전성과 관련해 원전의 발전 원리와 종류 등을 살펴볼 필요가 있다. 동력을 이용해 터빈을 돌리면 터빈에 연결된 발전기가 돌아가면서 전기를 생산한다는 점에서 화력 · 수력 · 원자력 등 모든 발전소의 원리는 비슷하다. 원전은 원자로 내 원자핵분열에서 나오는 에너지 즉, 원자력을 동력으로 이용한다. 즉, 원자로는 우라늄 핵분열로 생긴 중성자가 다른 우라늄과 충돌해 핵분열 연쇄 반응을 일으키는 공간이다. 원자로는 핵분열을 일으키는 연료인 우라늄, 핵분열 연쇄 반응을 돕는 감속재, 열을 전달하는 냉각재, 연쇄 반응 속도를 조절하는 제어봉 등으로 구성된다.

원전의 연료 우라늄 | 원전의 연료는 중성자와 충돌해 핵분열을 일으키는 우라늄(U-235)이다. 우라늄은 전 세계적으로 매장 분포가 고른 데다 원전 연료로 적은 양을 사용하기에 가격 · 수급 불안 요인이 적은 편이다. 1g의 우라늄이 완전 핵분열할 때 에너지 발생량은 석유 9드럼, 석탄 3t과 맞먹는다. 알려진 바로는 중수로를 제외한 현재 가동 중인 대부분의 원전은 모두 U-235의 함량을 인위적으로 2∼5% 높인 저농축 우라늄을 핵연료로 사용한다.

감속재와 냉각재에 따른 원전의 종류 | 원자로는 크게 감속재의 종류에 따라서 경수로 · 가압 중수로, 흑연 감속로, 고속 증식로 등으로 구분한다. ▲경수로 - 가압 여부에 따라 가압 경수로와 비등 경수로로 구분하며 플루토늄 생성이 불가능하다. 비등 경수로는 냉각제 자체가 증발해 발전기를 돌리는 형태로 증기 발생기는 필요 없지만, 방사성 물질 유출을 막기 위해 복잡한 차폐 및 안전시설이 필요하다.
가압 경수로는 냉각재에 압력을 가해 열 전달력을 높인 형태로 냉각재와 증기 발생용 냉각수가 분리돼 안전한 원자로로 인식한다. ▲가압 중수로 - 천연 우라늄과 중수(D2O)를 사용하고 가동 중 연료를 교체할 수 있으나, 플루토늄 생산이 가능해 국제원자력기구로부터 강도 높은 감시를 받는다. ▲흑연 감속로 - 값싼 흑연을 감속재로 사용하고 플루토늄 생산에 유리하지만, 상대적으로 큰 부피의 원자로를 필요로 하며 체르노빌 원전 사고 이후 채택한 나라가 없다. ▲고속 증식로 - 우라늄을 플루토늄으로 변환시킴으로써 소모되는 핵연료에 비해 더 많은 연료를 만들어내기에 효율성이 매우 높지만, 플루토늄 생성에 대한 정치적 부담으로 발전이 더디다(전 미국 카터 대통령은 플루토늄 유출과 연계된 테러 발생을 우려해 개발 중단 지시).

원자로에 감속재 · 냉각재가 필요한 이유 | 우라늄-235가 핵분열을 일으키려면 중성자를 흡수해야 한다. 그러나 보통의 중성자 즉, 핵분열 시 나오는 중성자는 에너지가 높고, 빠른 '고속 중성자(106eV, 2만㎞/초)'이기에 핵분열 반응을 일으킬 확률이 극히 낮다. 따라서 핵분열률을 높이려면 고속 중성자를 에너지가 낮고 느린 '열 중성자(0.025eV, 2.2㎞/초)'로 바꿔야 한다. 보통 원자로에서 경수輕水(H2O) 혹은 중수重水(D2O ; 수소의 동위원소인 중수소와 산소가 결합한 것)를 사용한다.


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비등형이 아닌 가압형 경수로
전문가들은 일본 후쿠시마 원전은 비등 경수로(BWR : Boilling Water Reactor)인데, 사고 발생 시 방사성 물질이 누출 가능성이 가압형 경수로(PWR : Pressurized Water Reactor)에 비해 크다고 평가한다.
비등형 경수로는 냉각수 자체가 원자로에 주입돼 증기로 바뀐 뒤 터빈을 통해 전기를 생산하는데, 이때 증기를 통한 방사성 물질 유출 위험이 존재한다. 또한, 후쿠시마 원전은 전력 공급이 끊긴 후 냉각수 공급이 중단돼 용융됐으며, 건물 파손으로 내부 방사성 물질이 그대로 노출됐다.


저렴하고 안정적인 전력 공급으로 경제 대국의 반열에 오르기까지 공신 역할을 한 원전.
그러나 엄청난 위험을 안고 있기에 원전을 바라보는 시선은 냉소적이다.

가압형 경수로는 1차 회로의 냉각수가 원자로에서 발생한 열을 2차 회로의 냉각수에 전달(이때 가압기는 냉각수의 끓는점을 높여 열전도율을 높임)하고 열을 얻은 2차 회로 냉각수가 증기로 변해 터빈을 통과하면서 전기를 생산한다. 비등형 경수로와 달리 전력공급이 끊겨도 1차 회로 내에 냉각수가 계속 존재해 원자로의 핵반응을 서서히 억제하는 효과가 있고, 1차 및 2차 회로의 냉각수가 완전 분리돼 있어 원자로 용기가 파손되지 않는 한 방사설 물질 누출 가능성이 상대적으로 낮은 편이다. 1979년 미국 드리마일 아일랜드 원자로는 가압 경수로 방식이었는데, 방사성 물질이 거의 누출되지 않았다.

국내 원전, 지진과 지진해일에 대한 대책은
2011년 3월 11일 14시 46분에 규모 9의 강진이 후쿠시마 제1 원전을 강타, 그로부터 40여 분 뒤 높이 14m 초대형 쓰나미가 원전을 덮침 → 주 전원이 모두 끊겨 모든 냉각 시설 작동 중단 → 5m까지 찼던 수위가 내려가 물 밖으로 드러난 연료봉이 녹아내림 → 수소 폭발로 1호기 원전 외벽이 붕괴돼 다량의 방사성 물질이 유출 → 원전 반경 20㎞ 밖까지 주민 7000여 명 피난.
지진과 쓰나미로 말미암은 일본 후쿠시마 원전 사고의 파장은 사고 발생 후 2개월이 넘도록 진행형이다. 후쿠시마 원전 사고를 총괄하는 호소노 총리 보좌관은 5월 17일, 1호기에 이어 2 · 3호기의 연료봉도 녹아내린 것이 아니냐는 의혹을 제기했다. 격납용기에 냉각수를 주입하지 못한 시간이 1호기와 마찬가지로, 2 · 3호기 역시 6시간이 넘었기 때문이다. 1∼3호기 모두 연료봉이 녹아내려 격납용기에 구멍이 뚫렸다면, 원전복구작업은 난항을 겪을 것이다.
일본 후쿠시마 원전 사고를 본 많은 사람이 '우리나라 원전은 지진과 지진해일(쓰나미)에 안전한가?'라며 사고 위험을 우려하는 물음을 던진다. 일부에서 원전이 밀집된 고리와 월성지역은 지진 발생 가능성이 높은 양산단층대에 속한다고 주장하기 때문이다.
이 물음에 한수원은 "국내 원전은 과거에 발생했거나 앞으로 예측되는 최대 크기의 자연재해를 고려해 설계에 반영함으로써 안전성을 확보하고 있다"라고 답한다. "그동안 지진 전문가들 사이에 논란이 됐던 고리와 월성원전 인근 양산단층 문제는 안전을 담당하는 과학기술부(현 교육과학기술부)의 지시에 따라 1995년 6월부터 3년간 한국자원연구소 주체로 국내 · 외 지질 전문가를 동원해 정밀 조사를 수행했으며, 그 결과 원전에 영향을 줄 만한 위험성이 없는 것으로 조사 · 검토됐다"면서, "이것을 가지고 1998년 6월 국내 · 외 전문가들이 서울에서 기술 세미나를 개최한 결과 원전 안전성에 영향이 없는 것으로 결론을 내렸다"는 것이다.

이와 관련 한수원의 자료를 보면, 동해안 일원에 남북방향으로 존재하는 양산단층(김해-양산-경주-영덕195㎞, 월성원전에서22.5㎞)의 활성여부에 대한 논란은 1980년 초부터 제기돼 왔다. 특히, 일본의 태평양 연안 광역 지질조사 연구 시 한 · 일 학자들이 1991년부터 1992년까지 현지 답사와 미소지진微小地震(리히터 지진 규모 3.0 미만) 측정 결과를 1993년 10월 동아시아 지질학회에서 발표했다. 여기에 따르면 양산단층은 연평균 0.05∼0.1㎜ 움직이는 일본기준 C급의 활성단층이며(미국 기준은 비활성), 약 40일간 측정 결과 양산단층 주변에서 미소지진이 발생했다는 보고가 있다.
양산단층의 미소지진 발생 문제는 1983년 이후 여러 차례에 걸쳐 일부 학자가 제기했으나, 그간 자원연구소의 조사 결과 미소지진은 양산단층뿐 아니라 한반도 어느 곳에서나 같은 빈도로 발생한다. 양산단층 선상에 따라 발달된 200∼300만 년 전에 생성된 하천에 전혀 변위가 없다는 사실로 보아 양산단층은 비활성이라는 보고가 있다. 설사 양산단층이 일본 학자들의 주장과 같이 C급 활성단층이더라도 지반가속도는 0.14g 내외로 월성원전의 내진 설계치인 0.2g이하 이기에 문제가 없다.

또한, 1995년 6월부터 1998년 6월까지 한국자원연구소에 의뢰해 양산단층에 대한 항공 사진 판독, 위성 사진 분석, 지표 지질 조사 등을 통해 제4기(약 250만 년 전 이후) 지층의 변위 가능성이 있는 지역(30개 지역)을 도출하고, 트렌치 조사, 정밀 조사(물리 탐사 · 단층 추적 조사 · 미세 구조 조사 · 절대 연령 측정 등)를 실시했다. 그 결과 주단층인 양산단층에서 <원자력법> 기준에 따른 활성단층 흔적을 발견하지 못했고, 다만 울산단층 주변의 말방리단층은 활성단층의 증거가 있으나, 단층의 규모가 작아(최대 길이 약 200m 이내 : 부지 조사 기준은 32㎞ 이내, 단층 최소 길이 1.6㎞ 이상 조사 대상에 포함) 원전의 안전성에 영향을 미치지 못하는 것으로 판단했다. 이러한 조사 내용을 토대로 확률론적인 지진 재해를 평가한 결과 양산단층 인근 원전에 적용한 기존 내진값0.2g는 매우 보수적인 것으로 입증됐다.
한편, 원전은 이러한 단층과 지진으로부터 안전성을 확보하기 위해 부지 반경 320㎞ 이내에 광역 지질 및 지진 조사를 실시해 단층과 발생 지진의 영향을 고려하고, 반경8㎞이내에 활성단층이 없는 곳을 발전소 부지로 선정하며, 국내 과거 지진 발생 사례와 한반도 지각 구조의 특성을 토대로 산정한 예상 최대 지진값에 여유도를 더해내진 설계를 한다.
또한, 월성원전은 양산단층으로부터 최단 거리22.5㎞, 고리원전은 25.5㎞ 떨어진 곳에 있다. 월성원전은 양산단층이 활성인 경우를 고려해 내진 설계값을 기준으로 설계했고, 더욱이 모든 원전을 암반 위에 설치해 토사지반보다 2∼3배 이상의 지진력에도 견딘다.

 


국내 원전의 지진 대책은…

원전은 엄격한 안전성을 필요로 하는 시설이기에 부지 조사 단계부터 모든 분야의 기술을 종합적으로 활용해 부지 특성을 정확하게 분석해 설계에 반영해야 한다. 다음은 이와 관련해 지식경제부와 한국수력원자력㈜에서 발행한《2010 원자력 발전 백서》의 내용 중 일부다.

부지 조사 | 부지 반경 320㎞의 광역 조사와 40㎞, 8㎞, 1㎞의 단계적 정밀 조사를 통해 해당 지역의 지진 기록 분석과 육상 · 해상의 단층 조사 등을 통해 부지의 적합성을 확인한다.

설계 | 원전의 내진 설계는 일반 건물과 달리 부지 조사 단계에서 분석한 부지 주변 단층과 과거 발생 지진을 토대로 부지에 영향을 미칠 수 있는 최대 지진값을 계산하고, 여기에 안전 여유도를 더해 내진 설계값을 정한다. 국내 원전의 내진 설계값은 중력 가속도(g)의 20%에 해당하는 0.2g로 설정했으며, 미국 원전의 80% 이상이 0.2g로 설계 · 운영 중이다. 동일한 암반 조건에서 설계 지진의 크기를 비교하면 원전 내진 설계값 0.2g는 '건축구조설계기준(KBC2005)'에 의한 국내 종합병원 등 특등급 건축물의 0.147g보다 훨씬 크다. 신고리 3 · 4호기부터 건설하는 APR1400 원전의 내진 설계값은 원전의 해외 수출을 감안해 기초 지반 조건을 암반이 아닌 토사층을 포함한 포괄 부지개념을 적용해 0.3g로 상향 조정했다.

시공 | 원전은 재료의 선정 · 제작 · 시공 단계별로 엄격한 품질관리를 시행할 뿐 아니라, 정부 규제 기관에서도 철저한 검사를 시행하기에 성능과 안전성을 신뢰할 수 있다. 특히, 가장 중요한 원자로 격납 건물은 단단한 암반 위에 건설해 강진에도 견딘다.
지진이 발생했을 때 단단한 암반 위에 지은 원전은 토사 지반에 건설된 건물보다 진동의 영향을 1/2~1/3 정도 적게 받아 훨씬 안전하다. 그리고 모든 주요 기기는 다섯 차례의 운전 기준 지진과 한 차례의 설계 기준 지진을 겪어도 정상 작동하는지 시험으로 확인한 후 설치한다.

원전 가동 시 지진 대책 | 가동 중인 원전에 지진이 발생하면 이를 신속하게 감지하고, 그 크기에 따라 원전을 가동 또는 중지하는 등의 안전 조치를 취한다. 원전은 주요 구조물과 기기, 부지 주변에 지진 감시 설비를 설치해 상시 지진 감시 체계를 갖췄다. 지진의 크기에 따라 경보 발령이나 원자로 안전 정지 등 비상 대응 절차를 마련해 지진 발생에 철저히 대비한다. 설계 지진인 안전 정지 지진(SSE)의 1/20 수준인 0.01g의 지진동이 감지되면 지진 계측기 동작을 알리는 신호가 발생해 지진에 대비하고, 0.1g의 지진동이 감지되면 비상 운전 절차에 따라 발전소를 정지해 지진으로 인한 피해에 대비한다. 한편, 1999년 5월부터 지진 발생 시 원전 구조물에 대한 즉각적인 영향 평가와 내진 연구를 위해 원전 자체 지진 감시 설비와 별도로 전력연구원에 원전 부지 인근의 미소지진을 감시하는 지진감시센터를 개설해 운영 중이다. 이 지진감시센터는 원전 주변의 지진 활동을 체계적으로 감시하기 위해 설치한 지진관측소로부터 지진 관련 각종 정보를 실시간으로 전송받는다. 지진 발생 시 경보 신호뿐만 아니라 진앙의 위치, 발생 시각, 규모 등의 자료를 자동적으로 분석하도록 설계해 지진에 대한 원전의 안전성과 신뢰성을 보다 높였다.

- 지식경제부 · 한국수력원자력㈜《2010 원자력발전백서》중에서


한국원자력안전기술원의 <원전 등 원자력 시설 설계 기준 초과 지진에 대한 대응 방안 연구>를 보면, 원전 인근 지역 및 외국에서 지진이 발생해 원전에서 지진이 기록된 경우는 2008년 3월 기준으로 고리 1회, 영광3회, 월성2회, 울진 1회 등 모두 8차례다.
그러나 감지된 지진의 크기가 원전 내진 설계값에 비해 아주 작아 발전소 안전 운전에 아무런 영향이 없었으며, 지진 발생 직후 실시한 안전 관련 주요 구조물 및 설비에 대한 점검 결과 피해가 전혀 없었던 것으로 확인됐다.
일본 후쿠시마 원전 사고를 보면, 지진뿐만 아니라 14m 초대형 쓰나미가 원전을 덮침으로써 주 전원이 모두 끊기며 냉각 시설이 작동을 멈췄다는 점도 고려해야 한다. 3m 높이의 지진해일이 시속 300㎞로 밀려오면 10m 높이는 그대로 침수되기 때문이다. 후쿠시마 원전을 덮친 지진해일의 속도는 시속 700㎞였다. 일본 혼슈 구내에 9.5도 강진이 발생할 경우, 울진 · 포항 · 울산 · 부산에 5∼10m 이상의 지진해일이 덮칠 수 있다는 주장도 있다.
이와 관련해 한수원은 "국내 원전은 부지에 발생할 수 있는 최대 지진해일에 대해 부지와 시설을 안전하게 방호하도록 설계했다"면서, "최대 지진해일이 발생하면 원전 부지별로 0.33~3.0m 해수면이 상승할 것으로 평가했으며, 최대 지진해일과 폭풍해일 등 제반 요인을 모두 고려해도 안전 관련 설비의 침수 가능성이 없도록 설계 홍수위에 여유고를 더해 부지 표고를 결정했기에 안전하다"라고 설명한다.

양산단층대 6.5지진 발생 가능
한수원 · 한국원자력안전기술원과 달리, 한나라당 김정훈 의원은 "신고리 · 월성원전 지하는 양산단층대로, 발생 가능 최대 잠재 지진 규모는 6.5로 2차 사고 가능성을 배제못한다"라고 주장했다.
김정훈 의원실에서 한국지질자원연구원으로부터 제출받은 자료를 분석한 결과, 1978년 우리나라에서 처음으로 지진을 관측한 이후 현재(2011년 3월 18일)까지 우리나라에서 지진 피해를 어느 정도 유발시킬 수 있는 규모5.0 내외의 중규모지진은 총10차례 발생한 것으로 조사됐다. 또한, 지진이 발생했음을 사람이 느낄 수 있는 정도의 규모인 3.0 이상 지진 발생 현황을 토대로 4개 원전 지역의 지진 발생 가능성을 상 · 중 · 하의 수치로 구분해 살펴본 결과 고리원전은 중, 월성원전은 상, 울진원전은 상, 영광원전은 하로 나타났다.
김 의원은 "우리나라에서 정확한 지진 강도를 관측한 것이 1978년임을 감안한다면, 불과 30년 정도의 기록으로 대규모 지진 발생 가능성을 배제하는 것은 무리가 있으며, 오히려 역사 지진 기록에서 가옥 붕괴 등 지진 피해 기록이 있기에 대규모 지진 피해가 있을 것으로 예상되는 규모 6.0 정도의 지진 발생 가능성도 상존하는 것으로 평가되고 있다"면서, " 특히, 양산단층대에 있는 신고리 · 월성원전의 경우 지진으로 인한 원전 사고 가능성을 배제할 수 없다"라고 밝혔다.
한국지질자원연구원은 김 의원에게 "양산단층대와 그 주변부에 발생 가능한 최대 잠재 지진은 규모 6∼6.5 내외로 평가되기에 현재 원전의 내진 성능이 6.5임을 고려했을 때, 이 정도 크기의 지진이 발생한다면 원전 주요 구조물 파괴와 같은 직접적인 원전 사고 가능성은 적으나 원전 설비의 고장 또는 오동작으로 인한 2차적인 사고 가능성을 배제할 수 없다"라고 답변했다. 이에 김 의원은 "일본 후쿠시마 원전 사고도 지진으로 인한 원전 구조물 파손에 의한 것이 아니라 전기 공급 장치의 고장으로부터 시작된 것이기에 원전, 특히 양산단층대에 있는 신고리원전과 월성원전의 지진 발생과 방사능 물질 유출 대응 시스템에 대한 총체적 점검과 보강이 필요하다"고 지적하며, 정부의 대책 방안 마련을 촉구했다.

안전한 원전은 존재하지 않는다
자유선진당 이회창 의원은 후쿠시마 원전 사고 후 국회의원회관에서 열린 '원전의 안전성 관련 정책 토론회'에서 "원자력, 핵에너지에 대체할 만한 에너지를 개발해 실용화 할 수 있는 단계가 아닌 한, 현재핵에너지의 개발 · 이용은 불가피하다"면서, "문제는 100%에 가까운 안전성을 어떻게 확보하느냐 하는 것이다"라고 밝혔다. 다음은 이대표의 발표내용이다.

핵에너지는 결국에는 버려야 | 핵에너지, 원자력에 관해 소위 프로메테우스가 불을 신에게 훔쳐 인류에게 가져온 이후로 '제3의 불'이라는 말을 쓰고 있다. 이 말은 다분히 핵에너지의 위력, 힘을 신격화한 면이 있다. 그래서 핵에너지의 개발이나 이용을 아주 당연시하고 그야말로 비판할 수 없는 것처럼 보는 측면이 없지 않다. 그러나 나는 이러한 신격화는 맞지 않다고 생각한다. 우리가 현재 불가피하게 핵에너지를 이용하지 않을 수 없는 입장이지만, 핵에너지나 원자력의 불이라는 것은 신의 불이 아니라 악마의 불에 가까운 것이다. 인류가 이런 악마의 불을 만들어 내 제어하면서 활용하는 지혜를 발휘해 왔지만, 어쨌든 앞으로 이러한 핵에너지는 결국 버려야 할 것이라고 생각한다. 그러나 활용할 수밖에 없는 단계까지는 활용하되 안전성 확보에 치중해야 한다고 강조한다.

원전 안전에 신화란 없다 | 핵에너지 자체에 대한 신화만이 아니라 안전성의 신화도 깨야 한다. 단적인 예로 이번 일본의 후쿠시마 원전 폭발 사고가 났지만, 그 전까지 일본의 원전 관리와 안전성은 거의 신화같이 믿었다. 그런데 이번에 이 신화가 산산이 깨졌다. 깨진 정도가 아니라 들여다보니 일본의 원전 관리가 너무 허술하고 인재 투성이였다는 것이 만천하에 드러나고 있다. 지난번에 이것 때문에 교과부 관련자들에게 사정을 듣고, 원전 관련자들에게 우리나라 원전은 안전하냐고 물어봤다. 대체로 돌아오는 답은 "그동안 고리 원전 등에서 몇 가지 사고가 있었지만, 대개 그것은 부주의나 마이너한 것들이고 안전한다. 몇 배 안전하게 새로운 표준을 도입해서 했다"라며 거의 완벽하다는 식으로 장담했다. 나는 이것도 잘못된 신화를 만들 수 있다고 본다. 우리나라 원전 신화처럼 안전하다고 믿어서는 안 된다. 그것은 그들이 일을 잘못한다는 뜻이 아니라 신화로 믿는다면 일본의 신화가 깨지듯이 우리도 참담한 결과를 맞을 수 있다.
언제까지나 원전 관리, 원전 안전성에 관해 정말 냉혹한 현실로 대하고 벼랑 끝에서 마주보는 심정으로 보고 또 보고, 안전성의 뒤까지 잡고 캐 보고 뒤지는 태도가 필요하다.
체르노빌, 드리마일, 후쿠시마 원전 사고는 '안전한 원전'은 존재하지 않는다는 사실을 여실히 보여줬다. 원자력의 안전 신화, 성공 신화는 깨진 것이다. 우리 사회와 정부는 이 사건들로부터 분명한 교훈을 얻어야 한다. 높은 안전 기준과 규범을 갖췄음에도 원전 폭발 사고를 막지 못한 일본의 사례에서 보듯 자연재해든, 인재든, 기술적 결함이든 사고는 언제든지 발생할 수 있다. 또한, 한 번의 사고는 상상을 초월하는 대재앙을 가져 온다.
원자력에너지가 가진 근본적 위험성은 기술의 발전이나 안전성 강화로 절대 해결할 수 없다. 현재 21기의 원전이 가동 중인 우리나라도 원전 사고의 안전지대가 아님을 상기해야 한다.

<Energy News>

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2011년 6월호
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