일본의 원전재앙. 이걸로 끝이라고 생각했다면 큰 오산.

 

때는 2010년 5월. 약 15년간 정지 상태이던 한 원자로가 가동된다.

이 원자로의 이름은 몬쥬.

여타 원자로와는 달리 무한연료원자력이라 불리며, 또한 아직도 연구 개발 중인 원자로.

고속증식로이다.

눌러주세요..

증식로는 4세대 원자로라 불리며, 그 명칭의 의미는 연료를 태울 수록

그 연료가 더 늘어나는 구조때문이다.

감속재 대신 고속중성자라고 불리는 원소가 이용되며,

여기서 발생하는 플루토늄을 또 태워버리고,

또한 다른 핵분열 생성물을 또 태우는... 그야말로 꿈의 원자로라 할 수 있는데

이놈의 장점이자 단점은 미친듯한 고열.

사실 온도가 높을 수록 전력생산효율은 올라가기때문에 장점이라 할 수 있지만

냉각제로서 물로는 도저히 무리이며,

나트륨과 비스무스라 불리는 물건을 액화시켜 사용한다.

바로 이 냉각제가 단점으로

액화금속이라는건 애시당초 인류가 연구한지 얼마 안된,

어찌보면 생소한 것에 속하는 물건이며

중학생도 나트륨은 실수하면 폭발한다는 것 정도는 알고

비스무스는 부식성이 매우 강하다.




그래서 나트륨을 많이 사용하는 편인데, 이게....

위에서 설명한대로 공기나 수분을 만나면 즉시 대폭발을 일으킨다.




그래서, 사실 구소련도 이런 종류가 있었는데, 유지비에 드는 자금낭비가 극심하고

그에 따른 효율도 의외로 병신이라 결국 해체

그런데 해체하는데도 미친듯한 시간과 돈이 들었다.




현 원자력 최고의 기술이지만, 안전면에서 너무나도 안좋은 탓에

건설비, 유지비면에서 최악의 효율을 자랑하는 원자로가 되었고,

여러 국가들이 여기서 손을 땠다.

(연구는 지속 중이다. 우리나라도 연구 중에 있고)





그리고 이걸 포기못하고 달려든 것이 바로 일본.



그래서 탄생한 것이 바로 1994년 완성된 원자로 몬쥬.

15년간 멈춰있었는데 그 이유는 95년에 발생한 액체나트륨 누출사고 때문.

그리고 2010년 5월에 재기동

그리고 8월에 또 정지.





정지이유는 참으로 어처구니가 없다.






















연료봉 교체 중 교체장비가 안으로 추락.

덕분에 더이상의 연료봉 교체는 불가능하고

냉각제 교체를 하려고 냉각제를 빼는 순간 멜트다운이 시작되며

다른 냉각제로 바꾸려는 것도 당연히 불가능하다.

즉, 건드릴 수가 없는 물건이 되었다.

그래서 유지만을 시켜야하는데,

유지방법은 나트륨이 굳지 않게 계속 난방을 시켜주는 것으로....

연간 200억엔이 소모된다.





그렇다고 뚜껑을 딸 수도 없는게, 위에서 설명한데로 나트륨은 반응 즉시 폭발한다.

그리고 폭발하는 순간.

몬쥬를 기준으로 하여 이 정도의 범위는 초토화된다.

즉, 일본멸망.

위치가 위치라 우리나라에도 당연히 여파가 온다.

현재 원자력사고 등급이 7레벨까지 있는데

이게 터지면 8레벨이 신설될거라는 우스개 소리도 있다.

근데 웃기지않은게.... 더 문제.

그리고 고속증식로는 그 특성상 지진에 취약한 편인데



몬쥬의 위치는 활성단층 바로 위이다.

이번 지진으로 터지지 않은게 신기할 정도라고 하더라.

한마디로 말하면... 재들은 시한부 인생임...

추가글 하나.



출처-디시

최근 인터넷 보니까 후쿠시마보다 더한, 어마어마한 파급력의 대 사건이 일어났다고 수군거리더군요.

물론 언론화는 거의 안된 일이지만, 좀 더 알아보니 아주 짜증이 나는 심각한 사건이 물밑에서 진행중이라는걸 알 수 있었습니다. 후쿠시마는 그냥 일본일이라 쳐도 몬쥬 고속증식로 고장은 우리나라까지 직접적으로 영향을 줄 수 있는 엄청난 사고로 커질 수 있는 문제입니다. 이 글에서는 일단 몬쥬 고속증식로가 뭔지, 무슨 사고가 일어났고 뭐가 어찌 되어가는지 적어보겠습니다.

일단, 고속증식로란?

먼저, 사고가 난 몬쥬 고속증식로에 대해 알아보겠습니다.

'고속증식로'는 후쿠시마라던가, 우리나라 울진/고리/영광/월성 원자력 발전소 등 핵물질을 이용해서 열을 내는 원자로의 일종입니다. 세계 여러 나라에서 발전용으로 사용중인 원자로는 대부분 가압경수로(PWR, Pressurized Water Reactor)이죠. 이번의 고속증식로(FBR, Fast Breeder Reactor)는 핵융합 원자로, 초고온 가스로와 함께 차세대 원자력 발전소의 한 형태로 연구 개발이 진행중인 실험로입니다. 미래에는 이게 대세! 하고 연구중인거죠.

고속증식로는 뭐가 좋은가?

광산에서 캐낸 우라늄은 원료의 0.7%가 우라늄 235, 나머지 99.3%가 우라늄 238입니다. 여기서 연료로 사용할 수 있는건 0.7%의 우라늄 235 정도고, 나머지 절대 다수의 우라늄 238은 핵폐기물로 버려야만 했지요. 그래서 원자로를 돌리기 위해서는 우라늄 235를 임의로 3%까지 농축한 연료를 외국에서 사와야 합니다. 이거 농축 시설 만드는건 핵무기 만든다고 까이기 때문에 우리나라에선 농축 못합니다. 하지만 고속증식로의 경우, 쓸모없는 우라늄 238중 일부가 플루토늄 239로 바뀌는 놀라운 특성이 있어서 이걸 연료로 활용할 수 있습니다. 이 비율은 우라늄 235를 100 넣었다 치면 플루토늄 239가 130이 나오는 정도의 수준이기 때문에, 고속증식로는 넣은 연료보다 나오는 연료가 더 많은 꿈의 원자로라는 말이 나오는겁니다. 거기다가 덤으로 처리가 곤란한 사용후 핵폐기물의 양도 줄일 수 있어서 정말 매력적인 방식입니다. 뭐 그러면 온갖 나라들이 다 달라붙어서 이거 개발해야지 왜 경수로 사용하나요? 고속증식로의 장점을 초월할 정도로 단점이 어마어마하거든요.

고속증식로의 단점

보통 요즘 사용되는 가압 경수로는 원자로 안에서 핵반응을 일으켜 열이 나면 그걸 '물'로 식히는 방식입니다. 반면 이번 사고가 난 고속증식로는 물 대신 소듐(Na, 나트륨)을 사용해서 원자로를 식힙니다. 대부분 중학생 고등학생때 나트륨이 어떤 성질을 갖고 있는지 슬쩍 배우고 넘어갔을텐데요, 나트륨은 물과 닿으면 폭발하는 성질이 있습니다. 아래 동영상 한번 참조하시길.

이런식으로 물에 닿으면 폭발적으로 반응하는게 나트륨입니다. 어떤 사이코가, 다니던 대학교의 호수공원에 주먹만한 나트륨을 집어던져서 호수에 살던 물고기들이 몽땅 전멸했다는 말도 들은 적이 있습니다. 흠좀무.. 뭐.. 요즘에는 Na를 소듐이라 안부르고 나트륨이라 부르면 무식한놈 취급받는다지만, 일단 이 글에서는 나트륨으로 사용하겠습니다.

문제의 고속증식로는 이런 나트륨을 액화시켜서 냉각재로 사용합니다. 나트륨의 녹는점이 섭씨 98도인지라 파이프에 니크롬선(드라이기 같은데 사용하는 열선)을 휘감아서 난방을 해줘야 원자로를 정지해두어도 액체 상태가 유지됩니다. 여기서 문제가 생기는것이.. 만약 지진이라도 나서 원자로가 멈추고 난방장치도 멈출 경우 엄청난 일이 생기게 됩니다.

나트륨의 녹는점이 98도라는 말은, 달리 말해서 냉각용 나트륨이 파이프 안에서 식어버릴 경우 열팽창해서 파이프가 터질 수 있다는 말이죠. 파이프가 터져서 나트륨이 공기중에 노출되면? 공기중에 포함된 수분과 반응하여 폭발하게 됩니다. 폭발하면? 원자로 안에 가득 들어있는 어마어마한 양의 플루토늄이 온 천지에 퍼지게 되겠지요. 반감기가 2만 4000년이니 그 주위는 그야말로 죽음의 땅이 될게 뻔한 이야기입니다. 몬쥬 고속증식로에선 이런 나트륨을 1500톤이나 녹여서 돌리고 있습니다.

예전에 구소련에서도 비슷한 일이 있었는데, 소련제 알파급 핵추진 잠수함에서 비슷한 방식(나트륨 대신 납-비스무트 화합물 사용)의 고속증식로를 사용했습니다. 엄청난 파워를 바탕으로 1200m 까지 잠수하고, 물속에서 시속 45노트로 움직일 수 있었습니다. 시속 41노트라면 물 속에서 시속 76km 입니다. 이쯤 가면 어뢰도 따돌릴 정도의 속도죠. 현재도 이 속도 내는 잠수함이 없습니다. 근데 7척 만들었더니 6척이 몽땅 원자로 관련 사고로 시달리다가 못쓸 지경이 되어 그냥 다 해체해버리기로 했지요. 그래서 북한 바로 위의 블라디보스토크 항구에서 분해 작업을 하게 되었습니다. 이때 군이 전기세를 연체했다고 전기회사가 임의로 공급을 끊어버리는 바람에 냉각재가 동파할 위기에 처했지요. 식겁한 소련군이 전기회사에 병력 끌고 쳐들어가서 강제로 전원을 공급해서 대재앙은 막을 수 있었습니다. [관련글]

뭐 여튼, 고속증식로는 넣은 연료보다 많은 연료가 나온다는 대단한 장점도 있고, 핵폐기물의 양이 줄어든다는 좋은 점도 있지만.. 냉각재로 사용하는 나트륨이 무척 불안정하고 위험한 물질이라는 점이 큰 문제입니다. 보통 사용할때는 몰라도, 지진이라도 난다던가, 사고가 난다거나 하면 경수로랑은 비교도 안되는 엄청난 대재앙으로 커질 수 있거든요.

이것만 단점인것도 아닙니다. 고속반응로 자체가 우라늄 238을 플루토늄 239로 만들어주는데, 이 플루토늄이 또 문제입니다. 일본의 몬쥬 고속증식로의 경우, 사용후 핵연료 5톤중 플루토늄이 92kg 정도 만들어지게 됩니다. 그리고 이 플루토늄이 3kg만 있어도 핵폭탄을 만들 수 있습니다. 뉴스에 가끔 북한이 플루토늄을 8kg을 농축했네 뭐네 나오는게 이 플루토늄입니다. 북한은 저렇게 쌩 쑈를 해가면서 겨우겨우 농축하는 플루토늄인데, 고속증식로를 돌리면 마구 쏟아져나오거든요. 이러나 저러나 핵확산에 기여한다는거죠. 그걸로만 끝나는게 아니라.. 플루토늄 자체도 무척 위험합니다. 플루토늄이 11kg만 뭉쳐도 임계질량이 초과되어 핵반응이 일어나고 방사선을 뿜어댑니다. 이런 임계사고로 죽은 사람들은 예전에 썼던 무시무시한 전세계 원자력 사고들이란 글에서 적은 바가 있지요.

그리고 위에 적은것처럼 반감기가 2만 4000년이나 되는 플루토늄이기에, 사고가 나서 터져버릴 경우 핵폭탄 맞았던 히로시마나 나가사키와 달리 사람 살 수 있는 동네가 되긴 힘들겁니다. 참고로 플루토늄을 흡입할 경우 치사량은 0.26mg입니다.(근거자료) 단순 계산할 경우 60억만 곱해도 1.56kg, 이정도면 60억 인류를 모두 고자로 만들어버릴 수 있겠네요. 그리고 몬쥬에는 이 플루토늄이 어마어마하게 많이 있습니다. 참고로 일본은 플루토늄을 40톤 이상 가지고 있습니다.

여기까지 대충 고속증식로와 나트륨, 플루토늄이 얼마나 위험한지에 대해 알아봤는데요, 이번에는 일본에서 실험용으로 만들어 사용중이던 몬쥬 고속증식로에서 어떤 일이 일어났는지 쭈욱 적어보죠.

몬쥬 고속증식로 냉각재 유출 사건

몬쥬는 1985년부터 건설을 시작해서, 1994년에 핵반응을 시작했습니다. 근데 이듬해인 1995년 12월에 냉각재 유출 사고가 일어나고 말았습니다. 원자로 내부를 순환하며 열기를 빼내는 역할을 하는 나트륨 냉각재가, 파이프의 온도계 구멍으로 새어나와 나트륨 화재가 일어난거죠. 당시 강철제 바닥이 부식될 정도로 손상이 되었고, 온 천지가 하얀 나트륨 가루로 뒤덮여서 비주얼이 이만 저만이 아니었습니다.

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실제 사고 당시 촬영된 동영상. 거대한 배관이 내장처럼 얽혀있고, 웅웅거리는 기계음 속에 쉭쉭거리는 산소호흡기 소리까지 아주 괴기스럽네요. 일본 정부는 처음에 이 사건을 적당히 덮어 넘기기 위해 15분간의 영상을 잘라서 1분만 공개했다가 나중에 들통나 호되게 곤욕을 치렀다고 합니다. 그리고 조작을 지시한 총무부 부장은 다음날 자살했습니다.

이 사고로 인해 몬쥬 고속증식로는 가동을 무기한 중단하게 되었습니다. 이는 일본 뿐만 아니라 다른나라도 마찬가지라서.. 러시아의 BR-5/BN-350/BN-600, 영국의 DFR, 미국의 EBR-2, 프랑스의 슈퍼 피닉스 등 다른 고속증식로 역시 잦은 유출 사고를 겪고는 가동을 무기한 중단하거나 해체에 들어가게 되었습니다.

다른 나라들도 고속증식로의 위험함에 학을 떼고 손을 터는 와중에 일본은 끈질기게 이걸 잡고 가게 되는데요, 이 사고 후 14년 5개월만인 작년 5월에 결국 재가동을 시작합니다. 근데 재가동 준비하기 시작한 3개월만에, 그러니까 2010년 8월에 최악의 사건이 벌어지고 맙니다.

몬쥬 고속증식로내 중계장치 낙하 사건

몬쥬 고속증식로의 원자로 내부에서 핵연료를 교환하는데 사용하는 중계장치가 원자로 안에 떨어져버린 사건이 작년 8월 26일에 발생하였습니다. 이게 언론에는 거의 기사화가 안되었는데, 하나하나 따지고 보면 얼마나 심각한 사건인지 알 수 있을겁니다.

몬쥬는 원자로 안의 연료봉을 교환하기 위해 특이하게 설계된 중계장치를 사용하는데요, 위 사진에 보이는 분홍색 작대기가 이번에 떨어진 중계장치입니다. 직경이 46cm, 길이가 12m에 무게가 3.3톤이나 되는 금속 구조물이죠. 주황색 작은건 크레인입니다.

좀 더 자세히 보죠.. 왼쪽과 오른쪽에 기둥이 하나씩 있는데, 오른쪽 기둥 밑에 보면 뭐가 왼쪽으로 이상하게 튀어나와있습니다. 이게 연료봉을 뽑는 기계입니다. 그리고 그 아래에 사각형 그려둔 부분은 노심이죠. 여기 연료봉이 빽빽하게 박혀있습니다. 오른쪽 기둥의 기계로 연료봉을 뽑아서 왼쪽의 중계장치로 옮기면, 왼쪽 기둥에 달린 크레인이 중계장치를 딱 찝어다 끌어올려 원자로 밖으로 빼내는거죠. 화살표 그려져있는거 보면 대충 이해가 가실겁니다. 핵연료 장전도 순서만 바꾸면 동일합니다. 문제가 된 부분은 왼쪽 기둥의 중계장치. 기둥 안에서 오르락 내리락하며 핵연료를 옮기는 중계장치가 삐끗나서 크레인에서 떨어진 다음, 입구에 걸려서 안빠지는 상태입니다.

사고 상황. 원래는 왼쪽 아래 그림처럼 노란색 크레인이 파란색 중계장치와 잘 맞물려서 끌어올리도록 되어있습니다. 근데 이게 설계 문제로 나사가 헐거워져 삑싸리가 나서 그만 원자로 안에 떨궈버린거지요. 떨구면 그냥 다시 끌어올리면 그만이지만.. 문제는 이게 그렇게 쉽지 않다는겁니다.

떨구면서 중계장치의 허리가 밖으로 휘어져버렸습니다. 길이 15m의 중계장치는 파이프 두개를 연결한 형태인데, 중간 부분이 떨어질때의 충격으로 삐끗난거죠. 그래서 다시 꺼낼려고 해도 입구에 걸려서 안빠지게 된거지요. 이제 완전 트러블, 트러블, 트러블이 시작됩니다.

1. 중계장치의 튀어나온 부분을 깎아버리고 끌어올리면 되지 않을까?

- 깎는 과정에서 금속 가루가 튀어 아래에 왕창 고여있는 나트륨과 반응할 수 있다. → 대폭발

나트륨 폭발로 인해 반경 300km 이내가 플루토늄으로 오염될거라 합니다.

2. 나트륨 냉각재를 다 빼버리고 시도하면 되지 않을까?

- 나트륨 냉각재를 빼면 원자로 온도가 올라가 멜트다운 되어버린다. → 재앙

멜트다운시 3000도 전후로 과열된 우라늄이 녹아내려 최악의 경우엔 압력용기까지 녹이고 나올 수 있습니다. 방사능 유출은 물론이거니와, 원자로 지하로 파고들어 지하수를 건드릴 경우, 지하수가 기화되어 순간적으로 폭발할 수도 있으니 그야말로 최악의 상황이 벌어질 수 있지요. 이 문제때문에 체르노빌 사고때 꽤 애를 먹었다고 합니다.

3. 냉각제를 나트륨 대신 물로 교환하자.

- 나트륨이랑 물이랑 닿으면 터진다니까..

4. 그럼 원자로 연료봉을 다 빼버리고 냉각재를 빼면 되지 않나?

- 그 연료봉을 빼낼 기계가 떨어져 빼도 박도 못하는 중.

무한 반복. 마치 통조림 뚜껑이 통조림 안에 있는거랑 마찬가지입니다.

5. 그럼 걍 포기하고 냅두자.

- 내장된 플루토늄을 다 쓸때까지 여러해를 기다려야 하는데,

나트륨 냉각재를 계속 데워줘야하니 하루 유지비가 5500만엔(하루에 70억원)

6. 건설 당시에는 몰랐지만 몬쥬의 지하에 활성 단층 지진대가 두개나 있었음.

- 요새 지진 많은데, 지진으로 인해 원자로 안에 중계장치 부속이 굴러다니기라도 하면.. → 대폭발

[출처] 일본 원전사고는 아무것도 아니었다.(몬쥬 고속증식로 이야기)|작성자 CHJUN