Part 01 이정훈 기자의 원전 이야기
>>> 원전, 안전하게 이용하는 방법 찾는 게 인류의 과제
후쿠시마 원전 사고 이후 비만 조금 내려도 사람들은 방사능에 오염될까봐 걱정해 외출을 자제할 정도다.
전 세계적으로 원전의 안전성 확보에 비상이 걸렸다. 기존 원전의 가동 중단과 폐쇄를 주장하는 목소리도 커지고 있다. 과연 원전 포기만이 정답일까?
_ 글·이정훈<동아일보 논설위원>
뉴스는 냄비가 끓는 것과 같다. 금방 큰일이라도 날 것처럼 법석을 떨던 소식이 다른 사건이 일어나면 언제 그런 일이 있었냐는 듯 사라진다. 정보가 줄어들면 사람들은 큰일을 잊어버린다. 보도가 줄어들었을 뿐 큰일은 여전히 진행되고 있는데…. 이렇게 보면 사람을 움직이는 것은 뉴스다. 옳든 그르든 뉴스가 있으면 사람들은 바로 영향을 받는다.
3월11일 일본에서 지진해일(쓰나미)이 일어난 후 최대 뉴스는 쓰나미가 아니라 후쿠시마 원전 사고였다. 쓰나미는 이미 끝난 일이라 한국에 피해를 입히지 않겠지만, 후쿠시마 원전 사고로 유출된 방사능은 돌고 돌아 우리에게 해를 끼칠까 우려했기 때문이다.
원전 사고가 두려운 것은 정보 부족 때문이다. 그동안 전문가들은 원자력을 너무 어렵게 설명했다. 어려우니 두려운 것이다. 원자로는 연탄을 넣는 화덕이고, 핵연료는 연탄에 비유할 수 있다. 불이 붙은 연탄은 화덕 안에서 오랫동안 타면서 물을 끓인다. 끓는 물에서 나온 증기로 터빈을 돌려 발전하는 것이 원자력발전의 원리다. 원전과 화전의 원리는 똑같은데 원전은 두렵고 화전은 덜 두려운 것은, 원전 방사능에 대해 잘 모르는 것도 한 원인일 수 있다.
후쿠시마 원전 폭발 사고의 발생 과정
물을 끓일 수 있을 정도의 화력을 내지 못하는 연탄은 화덕에서 끄집어내는데, 이를 연탄재라고 한다. 같은 이유로 원전에서 끄집어낸 핵연료를 사용후핵연료라고 한다. 금방 끄집어낸 연탄재는 뜨겁다. 부숴보면 안에 화기(火氣)가 살아 있다. 따라서 완전히 식을 때까지 가연성 물질이 닿지 않는 곳에 보관해야 한다. 사용후핵연료도 마찬가지다. 사용후핵연료에서는 방사선이 나오는데, 방사선은 5m 이상의 물은 뚫고 나가지 못한다. 그래서 냉각도 시키고 방사선도 막기 위해 수영장처럼 생긴 큰 수조에 넣는다.
사용후핵연료는 뜨거워서 수조의 물을 끓여 증기로 만들 수 있으므로, 모터를 돌려 수조에 계속 찬물을 공급해야 한다. 후쿠시마 원전 사고는 지진과 쓰나미로 모터를 돌리던 정상전원과 비상전원이 모두 끊어져버림으로써 발생했다. 찬물이 공급되지 않자 수조 안의 물이 펄펄 끓어 증기가 되면서 물이 줄어들었다. 그러자 사용후핵연료의 일부가 물 밖으로 드러났는데, 이들은 물과 접촉하지 못하니 더욱 뜨거워져 스스로 녹아내렸다. 이때쯤 수조 건물에는 펄펄 끓은 수조에서 올라온 증기가 꽉 차 있었는데, 이 증기가 녹아내린 사용후핵연료의 한 성분과 작용하면서 폭발성 강한 수소가 만들어졌다.
이 수소가 폭발해 순식간에 수조 건물의 벽과 지붕을 날려버리자 물 밖으로 드러난 상태에서 녹아내리던 사용후핵연료가 대기에 노출되면서 강한 방사선을 내뿜었다. 그제야 ‘설마’ 하던 일본의 도쿄전력과 정부가 놀라서, 모든 수단을 동원해 근처에서 가장 쉽게 구할 수 있는 바닷물을 벽과 지붕이 날아간 수조 건물 안으로 퍼부었다. 그러나 폭발로 생긴 구멍 때문에 도처에서 바닷물이 새나왔다.
일본은 황급히 구멍을 메워주는 고화제를 물과 함께 뿌려 구멍을 막음으로써, 수면 위로 드러나 녹아내리던 사용후핵연료를 다시 물(바닷물) 속으로 넣는 데 성공했다. 하지만 폭발하면서 방사능에 오염돼 있던 시설과 자재가 산지사방으로 날아갔기에 광범위한 지역에서 높은 방사선이 검출됐다.
전기가 끊겨 사용후핵연료가 수조 안의 물을 끓게 했다면, 화덕(원자로) 안에 살아 있던 연탄(핵연료)은 물을 더 빨리 끓일 수밖에 없다. 그로 인해 원자로 안에서도 물이 줄어들자, 핵연료는 물 밖으로 드러나 녹아내렸다. 핵연료가 녹았다는 것은 핵연료를 감싸고 있던 관이 녹았다는 뜻이다. 관 밖으로 흘러내린 뜨거운 핵연료는 원자로 바닥으로 내려가, 높은 열로 원자로 바닥에 구멍을 냈다.
이러한 상황이 벌어지고 있을 때쯤 수조 건물이 폭발하자, 일본은 깜짝 놀라 폭발한 수조 건물 안은 물론이고 원자로가 들어 있는 격납용기 안으로도 바닷물을 강제 주입했다. 자본주의 나라들은 강력 시멘트와 철근으로 격납용기를 만들고 그 안에 원자로를 설치한다. 이 격납용기 안에 바닷물을 퍼부어 원자로를 물에 잠기게 함으로써 달아오른 원자로를 식히고, 원자로 바닥에 구멍을 내고 빠져나온 핵연료의 방사능도 나오지 못하게 한 것이다.
그런데 격납용기는 수조 건물이 폭발할 때 받은 충격으로 일부가 훼손돼, 집어넣은 바닷물이 새나왔다. 일본은 이러한 구멍을 막는 데 총력을 기울였다. 수조 건물 안에서 바닷물에 잠긴 사용후핵연료와 격납용기 안에서 바닷물에 잠긴 원자로에 방호복을 입은 기술자들이 접근해 손을 쓰려면 수십 년을 기다려야 한다. 그때까지 일본은 폭발한 수조 건물과 격납용기에서 새나오는 바닷물에서 방사성 물질을 걸러내 바다로 보내고, 그만한 양의 물을 수조 건물과 격납용기에 넣는 일을 반복해야 한다.
대기로 흩어지고 바다로 흘러 들어간 방사성 물질
지금의 문제는 수조 건물 폭발로 대기 중으로 흩어진 방사성 물질과 흘러내린 바닷물을 따라 나온 방사성 물질에 의한 피해다. 그러나 이 문제는 너무 두려워할 필요는 없다. 모든 방사성 물질은 일정한 시간이 지나면 방사능의 세기가 절반씩 줄어들기 때문이다. 이를 반감기(半減期)라고 하는데, 방사능이 센 물질일수록 반감기가 아주 짧다. 강한 것의 반감기는 수분, 수시간에 불과하다. 또 이들은 대기와 물을 통해 희석된다.
대기 중으로 흩어진 방사성 물질이 희석되고 시간이 지남에 따라 반감기가 지나 독성을 잃는다는 사실은 역사적으로 증명됐다. 강대국들은 사람이 살지 않는 곳에서 여러 차례 대기 중 핵실험을 했는데, 반감기가 지나고 희석됐기에 멀리 떨어진 곳에 사는 사람들은 핵실험 사실을 의식하지 못하고 살아간다. 바다로 들어간 방사성 물질도 마찬가지다. 바다로 들어간 방사성 물질은 물 밖으로는 방사선을 쏘지 못한다.
문제는 수억 또는 수조분의 1 확률로 반감기가 조금 긴 방사성 물질을 물고기가 먹고, 그 물고기를 사람이 잡아먹는 경우다. 그러나 대부분의 방사성 물질은 물고기나 사람 몸 안에 축적되지 않고 빠져나간다는 것을 알면 이것도 큰 걱정을 할 필요는 없다.
병원에 가면 환자에게 약한 방사능이 나오는 방사성 물질을 먹이고 그 물질에서 나오는 방사선을 추적해, 환자가 먹은 약이 체내에서 어떻게 유통되는지 알아보는 장비가 있다. 방사능 물질은 몸에 축적되지 않기에 이러한 장비를 만든 것이다. 우리는 다른 것을 고민해야 한다.
세종 시절인 1426년 한양에서 큰 불이 일어났다. 당시 한양에는 초가(草家)가 많았는데, 때마침 불어온 바람을 타고 초가들이 타들어갔다. 화재는 한양에 있던 집의 절반을 태우고 진화됐다. 그 후 세종은 이재민 구호 조치를 취하면서 동시에 기와로 지붕을 올리게 했다. 기와집이 늘어난 후 한양에서는 대화재가 일어나지 않았다.
인류가 다른 포유류를 제치고 세상을 지배하게 된 이유 중 하나는 불을 다스렸기 때문이다. 모든 동물은 본능적으로 불을 피하려고 하는데, 사람은 자기에게 위험이 없으면 불장난과 불구경을 하려고 한다. 불을 두려워하지 않았기에 화식(火食)을 하고 난방을 하고 전기를 생산했다.
후쿠시마 원전 사고에 대한 보도가 줄어든 지금 많은 과학자들이 원자력을 더욱 안전하게 다룰 수 있는 기술 개발에 착수했다. 원자력이라고 하는 불의 특성을 아는 사람들은 모든 전원이 끊어졌을 때도 원자로와 사용후핵연료가 들어 있는 수조를 끓지 않게 하는 방법을 찾기 시작했다. 이 방법이 개발되면 후쿠시마 원전 같은 사고는 차단될 수 있다.
불을 두려워하지 않고 지배해서 이용하려고 한 인류가 세상을 지배한 것처럼, 원자력도 지배해야 한다. 세종이 대화재를 계기로 모든 집에 불씨를 없앴다면 오늘날의 서울은 없을 것이다. 후쿠시마 원전 사고를 계기로 원자력을 포기하는 것은 인류 문명을 태동시킨 불을 포기하는 것과 흡사하다. 후쿠시마 원전 사고는 불을 제대로 다스리는 자가 세상을 지배한다는 것을 보여준 경우다.
Part 02 쉽게 배워 보는 원자력 이야기
>>> 원자력 안전 Q · A
우리나라 원전의 안전성과 방사선의 인체 영향, 방사선과 식품에 대한 궁금증을 Q·A로 알아보았다.
● 우리나라 원전의 안전성
Q 01 우리나라 원전은 사고가 난 일본 후쿠시마 원전과 무엇이 다른가요?
A 원자로 종류가 다르며, 일본과 같은 지진 및 지진해일이 발생할 경우 우리 원전이 훨씬 더 안전하다.
>>> 첫째, 일본 원전은 방사성 물질을 함유한 원자로 냉각수가 직접 터빈을 운전하지만 우리 원전은 냉각수에 방사성 물질이 함유돼 있지 않아 외부로 방사성 물질이 누출될 가능성이 훨씬 적다. 둘째, 우리나라 원전은 지진해일로 인해 전기가 끊기더라도 증기발생기를 이용한 원자로심의 냉각이 가능하다. 셋째, 만약 원자로심이 녹아 수소가 발생하더라도 우리 원전은 일본 원전과 달리 전기 없이 동작하는 ‘수소재결합기’가 있어 수소폭발이 일어나지 않는다.
Q 02 우리나라 원전은 지진이나 해일이 와도 괜찮은가요?
A 우리나라 환경을 고려해 충분히 안전하게 만들었다.
>>> 우리 원전은 과거 우리나라에서 발생한 모든 지진과 단층 등 지질 구조를 고려해 예측된 최대 지진을 전제로 만들어 안전하다. 반경 320km 이내 단층을 분석하고 과거 50만 년 안에 2회 이상 단층 활동(활성 단층)이 있었는지 등을 검토해 안전한 위치에 지었다. 기존 원전은 리히터 규모 6.5, 신규 원전은 리히터 규모 7에 견디도록 설계했다.
해일에 대해서는 과거 우리나라에 영향을 미쳤던 최대 지진해일을 기준으로 하고 여기에 안전 여유도를 추가한 안전한 높이에 원전을 건설했다. 1983년과 1993년에 일본 서해안에서 각각 규모 7.7과 7.8 강진이 발생했는데, 이로 인해 우리나라 동해안에는 2~3m의 지진해일이 발생한 바 있다. 우리나라 원전은 지진해일에 대해 1.6~4.3m의 여유 높이가 있다.
Q 03 일본 원전에서처럼 우리나라 원전에 전기가 공급되지 않으면 위험하지 않을까요?
A 전기가 공급되지 않더라도 자연순환 방식으로 냉각 기능을 유지해 안전하다.
>>> 사고가 발생한 일본 원전은 전원 공급 계통이 2중으로 구성된 반면, 우리 원전은 4중으로 구성돼 있다. 또한 우리 원전은 일본과 달리 지진해일 등으로 침수돼 전기가 끊기더라도 원자로심 냉각 기능이 유지된다.
우리 원전에는 전기가 없어도 작동하는 펌프가 원자로 냉각수가 자연대류 원리에 의해 자연 순환되도록 해 원자로심이 냉각되므로 안전하다.
Q 04 우리나라 원전도 일본 원전과 같이 방사성 물질 누출 사고가 일어날 수 있나요?
A 일본 원전과 다르게 설계돼 방사성 물질 누출 사고 가능성은 매우 낮다.
>>> 우리나라 원전의 격납건물은 120cm 두께의 철근 콘크리트로 돼 있다. 우리 원전의 격납건물 내부 부피는 일본 원전의 5배 이상으로 격납건물 내부에서 수소폭발이 일어나더라도 격납건물은 손상되지 않고 안전하다.
또한 전기가 끊겨도 작동하는 수소 제거 설비가 설치돼 일본 원전과 같은 사고가 발생하지 않는다. 이러한 수소 제거 설비는 고리 1호기, 신고리 1·2호기에 설치됐으며, 앞으로 다른 원전에도 전기 없이 작동하는 수소 제거 설비로 교체할 계획이다.
Q 05 운전한 지 30년 넘은 고리 1호기를 계속 운전해도 괜찮은가요?
A 고리 1호기는 계속 운전을 위해 안전과 관련된 주요 설비를 대부분 교체해, 신규 원전에 버금가는 수준의 안전성을 확보하고 있다.
>>> 설계수명 기간이 지났다 하더라도 평상시 유지 보수가 잘돼 있어 안전에 문제가 없다면 계속 운전을 허용하는 것이 일반적이다. 설계수명이란 원전 설계 시 설정한 기간으로 원전의 안전성과 성능 기준을 충족하면서 운전 가능한 최소한의 기간을 말한다.
미국의 키와니 원전은 고리 1호기와 동일하게 설계된 쌍둥이 발전소다. 이 발전소는 40년이 수명이며 고리 1호기는 30년으로 돼 있다. 이 원전은 2011년 2월에 미국 원자력규제위원회로부터 20년 추가로 계속 운전을 승인받았다.
● 방사선의 인체 영향
Q 06 일본 원전 사고로 공기 속에 방사성 물질이 들어 있다고 하는데 안심해도 되나요?
A 아주 적은 양으로 건강에 영향을 주지 않는다.
>>> 일본 후쿠시마 원전 사고로 인해 우리나라에서도 공기 중에 방사성 물질이 검출되고 있지만 아주 적은 양이다. 3월28일 한국원자력안전기술원(KINS)이 측정한 방사성 요오드를 방사선량으로 환산하면, 일반인의 연간 허용 기준인 1밀리시버트의 3만분의 1 수준이며, 춘천에서 검출된 방사성 세슘도 연간 허용 기준의 8만분의 1 수준이므로 위험하지 않다.
Q 07 미량의 방사성 물질에 노출돼도 해롭지 않다는 말이 사실인가요?
A 극히 적은 양의 경우에는 아무런 문제가 없다.
>>> 미량의 방사성 물질로 인해 생물학적 변화가 나타났다는 연구 결과는 아직 보고된 바 없다. 사고로 인해 오염된 물건이나 음식은 물론 피부나 의복이 오염됐다 해도 잘 씻으면 문제가 없다. 실제로 일정 시간이 지나면 방사성 물질이 저절로 없어지기 때문에 안심해도 된다.
Q 08 일본 원전 사고로 방사성 물질이 섞인 비가 내릴 수도 있다는데 맞아도 괜찮은가요?
A 비를 맞아도 인체에 끼치는 영향은 극히 미미한 수준이다.
>>> 최근 빗물에서 검출된 방사성 요오드(2.81베크렐/리터)를 방사선량으로 환산하면, 일반인의 연간 한도 1밀리시버트의 22분의 1수준(0.045밀리시버트)으로 아주 미량이어서 인체에는 영향이 없다.
오히려 대기오염으로 인한 납, 카드뮴과 같은 중금속 함량이 더 높을 뿐 아니라, 일반먼지보다 입자가 작은 황사가 건강에 더 해로울 수 있다. 또한 일본과 우리나라는 1000km 이상 떨어져 있기 때문에 지표면에서 가까운 지상풍을 통해서는 방사성 물질이 우리나라에까지 영향을 미치기 어렵다.
Q 09 방사선이 감기처럼 다른 사람에게 전염되나요?
A 방사선은 빛의 흐름이므로 전염되지 않는다.
>>> 방사선은 빛과 같은 성질이 있어 세균, 바이러스와 같이 전염되지 않는다. 몸속에 들어간 방사성 물질이 몸 밖으로 방사선을 내려면 아주 많은 양이어야 한다. 미량이라면 다른 사람에게 방사선을 전파할 가능성은 없다. 다만 공기 중에 떠다니는 방사성 물질이 머리카락이나 옷, 신발 등에 묻었다가 먼지처럼 다른 사람에게 옮겨질 수는 있지만 이럴 경우에는 물로 깨끗이 씻어내면 된다.
● 방사선과 식품
Q 10 일본에서 수입하는 식품은 문제가 없나요?
A 지속적인 방사능 검사를 통해 수입식품의 안전성을 철저하게 확인하고 있다.
>>> 일본산 수입식품에 대해 일본 원전 사고 이후 방사성 물질 오염 여부를 철저하게 검사하고 있다. 고순도 게르마늄 검출기를 이용해 감마선을 방출하는 방사성 물질(요오드, 세슘)의 농도를 측정한 결과, 현재까지 문제된 것은 없다.
일본에서 수입되는 식품은 주로 가공식품과 식품첨가물로 일본 대지진 이후 오염되기 쉬운 농산물 수입은 거의 없으며, 수입되고 있는 것은 청주·과자·소스류·캔디류·기타가공품·복합조미식품·수산물 및 수산물가공품·착향료 등이다.
현재 일본의 원전 사고 처리 및 방사성 물질 누출 현황에 대해 세계보건기구(WHO), 미국 등의 조사 동향 등을 면밀히 파악하고 있으며, 일본에서 방사능 오염이 확산돼 추가적인 조치나 통제가 필요하다고 판단되는 경우에는 특정 지역이나 일본산 농축수산물 등에 대한 수입 잠정 보류 등 필요한 조치를 적극적으로 취하고 있다.
Q 11 후쿠시마 원전 사고 이후 우리가 먹는 식품 속에도 방사성 물질이 들어 있을 수 있는데 안전한 수준인가요?
A 1년 동안 섭취하는 모든 식품에 국내에서 검출된 수준의 방사성 물질이 포함돼 있더라도 건강에는 문제가 없다.
>>> 4월12일 국내산 시금치에서 방사성 요오드가 kg당 1.72베크렐, 방사성세슘이 kg당 4.75베크렐이 검출된 바 있으나 기준치인 300~370베크렐에 비하면 극히 미량이다. 우리가 1년 동안 평균적으로 먹는 식품의 총량은 515kg 정도다.
만일 우리가 먹는 모든 식품이 이번에 시금치에서 검출된 수준으로 방사능에 오염돼 있다고 가정하더라도, 연간 0.05밀리시버트 정도이며 세계보건기구(WHO)의 연간 허용 유효선량의 20분의 1 수준에 불과하다.
Q 12 일본에서 방사성 물질에 오염된 물을 바다로 흘려보낸다는데 우리나라 바다는 괜찮나요?
A 해류의 흐름을 과학적으로 분석한 결과 우리나라로 유입될 가능성은 거의 없다.
>>> 아주 빠른 바닷물도 속도가 초당 1m라는 점을 감안하면 대부분 북태평양 쪽으로 흐르는 후쿠시마 해역의 오염된 바닷물이 우리 해역으로 들어오려면 수년이 걸린다.
실제로 일본 후쿠시마 원전 주변 해역을 거쳐 연안을 따라 남하하는 오야시오 해류는 일본 지바 현(도쿄 북동쪽) 부근 해역에서 북상하는 구로시오 난류와 만나 동태평양으로 흘러가게 되며, 이 해류가 우리나라 연안에 직접 도달하기까지는 통상 2~5년 이상 시간이 걸린다.
또한 방사성 물질이 해류를 타고 우리나라까지 도달하는 동안 해수의 혼합과 확산에 의해 농도가 크게 낮아지므로 오염된 해수가 한반도로 올 가능성은 거의 없다.
Q 13 일본 앞바다의 고등어, 오징어가 우리나라 연안으로 올 수 있나요?
A 후쿠시마 원전 앞바다의 어류가 우리나라 연안으로 이동할 가능성은 매우 낮다.
>>> 일본 후쿠시마 원전 앞바다에서 어획되는 어류는 주로 까나리와 고등어, 오징어 등이다. 일본에서 방사성 물질이 기준치 이상 검출된 까나리는 냉수성과 연안성 어류로 먼 바다를 회유하지 않기 때문에 이 어류가 우리나라에서 어획될 가능성은 없다.
고등어는 우리나라에서 어획되는 것들과 계군이 분리되므로 우리나라로 올 가능성이 매우 낮다. 오징어의 경우 태평양계군이 일부 쓰가루 해협을 통해 우리나라 동해로 이동하기는 하지만 일본 연안을 따라 남하하므로 우리 어선에 잡힐 가능성은 희박하다.
일본 연안을 따라 남하한 오징어가 우리 어선에 잡힐 가능성에 대비해 오징어가 주로 잡히는 시기에는 국내산 오징어에 대한 방사능 검사를 강화할 계획이다.
Q 14 빗물에도 방사성 물질이 들어 있다는데 수돗물을 마셔도 괜찮나요?
A 수돗물에서는 방사성 물질이 검출되지 않았다.
>>> 일본 원전 사고로 대기 중에서 방사선 물질이 발견된 이후, 3월31일부터 정수장 원수 및 정수에 대해 분석을 실시했으나 현재까지 수돗물에서는 방사성 물질이 검출되지 않았다.
4월7일 한국원자력안전기술원(KINS)이 측정한 빗물 내 방사성 요오드 2.81베크렐/리터를 방사선량으로 환산하면, 일반인의 연간 한도인 1밀리시버트의 22분의 1 수준이다.
Q 15 요오드를 함유한 소금이나 미역을 먹으면 방사능 오염 예방에 도움이 되나요?
A 소금이나 미역 등의 식품을 섭취하더라도 방사능 오염에 대한 예방에는 도움이 되지 않는다.
>>> 방사능 오염 지역에서 작업하는 사람이 방사성 요오드가 갑상선에 들어오지 못하도록 하거나 피폭된 사람이 방사성 요오드를 배출시키기 위해서는 한 번에 122mg의 요오드 피폭 예방제를 복용해야 한다. 따라서 미량의 요오드가 함유된 식품을 먹는 것은 방사능 피폭에 의한 치료나 예방에 도움이 되지 않는다.
또한 우리나라 사람들은 평상시 세계보건기구(WHO) 권장량보다 20배 이상 요오드를 많이 섭취하고 있다. 이보다 더 많은 요오드를 섭취할 경우 요오드 과잉 섭취에 의해 오히려 갑상선 호르몬의 합성을 방해하거나 배출을 막아 문제가 될 수 있다.
소금에 함유된 요오드의 양은 요오드 강화 소금이라고 해도 kg당 20~40mg으로 매우 적다. 미역 등 해조류에 함유된 요오드의 양도 매우 적어 실제 사고 시에는 치료에 큰 도움이 되지 못한다.
Part 03 우리 생활에 꼭 필요한 에너지, 체험하며 배워 보아요
>>> 에너지 체험관 행복한 i
_ 진행·김수영<더우먼동아 객원 에디터 http://thewoman.danga.com> 사진·홍중식 기자
에너지 세상으로 여행을 떠나요
에너지는 어떻게 만들어지고, 어떻게 이용될까? 놀이를 하면서 에너지를 쉽게 배울 수 있는 에너지 체험관 행복한 i를 아이들과 함께 찾았다. 1층에 있는 체험관 로비에서 세 아이를 맞아준 분은 에너지 선생님이다. 에너지 선생님에게 IC카드를 받으면, 체험관 입장 완료! IC카드는 에너지 체험관을 이용하는 열쇠로 IC카드를 대지 않으면 작동을 하지 않는다.
“에너지 체험을 하기 위해서는 IC카드를 대세요!”
에너지 선생님의 지도에 따라, 세 아이가 체험관 입구에 IC카드를 대는 순간, 벽에 “이소엽(11), 허주영(10), 허재혁(6) 어린이 환영합니다!”란 메시지가 뜬다. 자, 이제 본격적인 에너지 체험을 하러 입장!
에너지 체험은 재미있는 공놀이로 시작됐다. 손잡이를 돌려 공을 3m 위로 올려 보내면 공은 레일을 타고 내려오면서 도미노처럼 장애물을 하나하나 쓰러뜨린다. 공이 내려오면서 몇 개의 종을 치기도 한다. 위치 에너지(공이 위→아래)가 운동 에너지(공이 굴러 레일을 달림)로 변하고, 그것이 다시 소리 에너지(종이 딸랑)로 변하는 과정을 보여준다.
물과 태양으로 전기를 만들어요
물을 이용한 수력발전소의 원리를 배워 보는 곳으로 갔다. 물을 가둬놓은 수조의 문을 열면 물줄기가 쏴아 내려와서 아래에 있는 물레방아를 돌린다.
“실제 수력발전소에서는 이렇게 물의 낙차를 이용해 터빈을 돌려 전기를 만들어냅니다. 어느 쪽이 더 전기를 많이 만들어낼까요?”
아이들은 일제히 높은 데서 떨어지는 물줄기가 낮은 곳에서 떨어지는 물줄기보다 세 보인다고 외친다.
다음은 태양열 에너지를 이용하는 곳. 모형 태양에서 열을 비추면 집전판을 통해 태양열 에너지가 모이고, 모아진 에너지를 이용해 위에 달린 구조물들이 움직인다.
“태양열 에너지는 우리나라에서도 많이 이용하고 있어요.”
“네, 저희 동네는 태양열 에너지 보일러가 많아요!” 에너지 선생님의 말에 서울 근교 전원주택 단지에 사는 소엽이가 대답했다.
원자로 안에서 번개처럼 빠르게 핵분열이 일어나요
아이들은 원자력발전소가 만들어지는 원리를 보여주는 곳으로 이동했다. 원자력발전소 속을 여행하듯이 들여다볼 수 있는 전시물로, 조이스틱을 움직여 원자력발전소가 어떻게 생겼는지 돌아다니며 볼 수 있다.
원자로는 방사선 물질이 나오는 것을 완벽하게 차단할 수 있도록 5중 방호벽으로 보호된다. 원자로 위쪽에서 연료봉인 우라늄이 들어가면 연료봉의 핵분열로 인해 에너지가 만들어지고, 만들어진 에너지는 터빈을 돌려 전기를 만들어 전기가 필요한 곳으로 보내진다. 뜨거워진 원자로를 식히기 위해 냉각수가 들어간다.
“원자로에 들어가는 우라늄 1g은 석탄 3톤, 석유 9드럼에 해당하는 에너지를 만들어냅니다. 우리나라는 60%의 에너지를 원자력으로 충당하고 있어요.”
“선생님, 왜 연료봉은 위에서 들어가나요? 보통 모닥불도 연료가 아래에 있잖아요.”
“우리나라 발전소는 연료봉이 모두 위에서 들어가요. 일본은 아래에 들어 있습니다. 위에 있어야 꺼내기 좋겠죠. 만약 이상이 생겨도 빨리 꺼내 처리할 수 있으니까요.”
다음은 원자로 안처럼 생긴 터널을 지나갔다. 에너지 선생님은 석유나 석탄, 아니면 가스레인지처럼 무엇인가를 태워서 열을 얻는 곳이 아니라, 우라늄이 핵분열을 일으키는 곳이 원자로라며 설명했다.
“빨리 원자를 밟아서 핵분열을 일으키게 하세요.”
선생님 말에 따라 두 어린이가 재빨리 바닥을 밟자 원자로가 빙글빙글 돌아가기 시작했다.
마지막으로 퀴즈를 풀면 행복한 i 체험이 끝난다. 카드 놀이를 하는 것처럼 카드를 뒤집어 같은 인물을 찾아내는 것이다. 아인슈타인이나 원자력을 발견한 페르미, 자연방사선을 발견한 베크렐, 원자핵을 발견한 러더퍼드, 엑스선을 발견한 뢴트겐, 인공방사선을 발견한 퀴리 부인 등이다. 카드에 나온 인물들에 대해서 선생님이 간단하게 설명해준다.
원자력발전소 큐브와 원자로 모형을 만들어요
1층 체험관에서 수업이 끝나면 2층으로 이동한다. 큐브 만들기와 원자로 모형 만들기를 체험할 수 있는 곳. 이와 함께 원자력발전소의 원리, 원자력의 경제성, 원자 구조와 핵분열, 원자로 구조 등에 대해 배웠다.
“이산화탄소를 배출하는 화력발전소 대신 태양발전소나 풍력발전소만 짓는 건 무리예요. 시설을 만들 수 있는 곳이 드물고, 우리나라 사람들이 다 이용할 만한 에너지는 만들어내지 못해요.” 아이들은 체험을 통해 원자력발전소의 중요성을 배웠다. 오늘 배운 내용 중에서 아이들이 가장 놀라워 한 것은 우리나라의 경우 거대한 원자력발전소가 안전을 위해 하나의 커다란 돌판에 지어진다는 것. “원자력발전소는 지진이 나는 곳에 지으면 안 된다고 해요. 돌판 두 개에다 지으면 흔들리기 때문이지요. 우리나라는 커다란 돌판이 있어서 정말 다행이에요.” 아이들은 체험관을 나온 후에도 ‘얼마나 땅을 파고 들어가야 그렇게 넓은 돌이 나올까?’, ‘그 큰 돌을 어떻게 파내어 발전소를 지을까?’ 등 원자력발전소 밑의 땅속에 대해 쉬지 않고 이야기했다.
■ 자료제공·한국수력원자력(02-3456-2114 www.khnp.co.kr)
>>> 원전, 안전하게 이용하는 방법 찾는 게 인류의 과제
후쿠시마 원전 사고 이후 비만 조금 내려도 사람들은 방사능에 오염될까봐 걱정해 외출을 자제할 정도다.
전 세계적으로 원전의 안전성 확보에 비상이 걸렸다. 기존 원전의 가동 중단과 폐쇄를 주장하는 목소리도 커지고 있다. 과연 원전 포기만이 정답일까?
_ 글·이정훈<동아일보 논설위원>
뉴스는 냄비가 끓는 것과 같다. 금방 큰일이라도 날 것처럼 법석을 떨던 소식이 다른 사건이 일어나면 언제 그런 일이 있었냐는 듯 사라진다. 정보가 줄어들면 사람들은 큰일을 잊어버린다. 보도가 줄어들었을 뿐 큰일은 여전히 진행되고 있는데…. 이렇게 보면 사람을 움직이는 것은 뉴스다. 옳든 그르든 뉴스가 있으면 사람들은 바로 영향을 받는다.
3월11일 일본에서 지진해일(쓰나미)이 일어난 후 최대 뉴스는 쓰나미가 아니라 후쿠시마 원전 사고였다. 쓰나미는 이미 끝난 일이라 한국에 피해를 입히지 않겠지만, 후쿠시마 원전 사고로 유출된 방사능은 돌고 돌아 우리에게 해를 끼칠까 우려했기 때문이다.
원전 사고가 두려운 것은 정보 부족 때문이다. 그동안 전문가들은 원자력을 너무 어렵게 설명했다. 어려우니 두려운 것이다. 원자로는 연탄을 넣는 화덕이고, 핵연료는 연탄에 비유할 수 있다. 불이 붙은 연탄은 화덕 안에서 오랫동안 타면서 물을 끓인다. 끓는 물에서 나온 증기로 터빈을 돌려 발전하는 것이 원자력발전의 원리다. 원전과 화전의 원리는 똑같은데 원전은 두렵고 화전은 덜 두려운 것은, 원전 방사능에 대해 잘 모르는 것도 한 원인일 수 있다.
후쿠시마 원전 폭발 사고의 발생 과정
물을 끓일 수 있을 정도의 화력을 내지 못하는 연탄은 화덕에서 끄집어내는데, 이를 연탄재라고 한다. 같은 이유로 원전에서 끄집어낸 핵연료를 사용후핵연료라고 한다. 금방 끄집어낸 연탄재는 뜨겁다. 부숴보면 안에 화기(火氣)가 살아 있다. 따라서 완전히 식을 때까지 가연성 물질이 닿지 않는 곳에 보관해야 한다. 사용후핵연료도 마찬가지다. 사용후핵연료에서는 방사선이 나오는데, 방사선은 5m 이상의 물은 뚫고 나가지 못한다. 그래서 냉각도 시키고 방사선도 막기 위해 수영장처럼 생긴 큰 수조에 넣는다.
사용후핵연료는 뜨거워서 수조의 물을 끓여 증기로 만들 수 있으므로, 모터를 돌려 수조에 계속 찬물을 공급해야 한다. 후쿠시마 원전 사고는 지진과 쓰나미로 모터를 돌리던 정상전원과 비상전원이 모두 끊어져버림으로써 발생했다. 찬물이 공급되지 않자 수조 안의 물이 펄펄 끓어 증기가 되면서 물이 줄어들었다. 그러자 사용후핵연료의 일부가 물 밖으로 드러났는데, 이들은 물과 접촉하지 못하니 더욱 뜨거워져 스스로 녹아내렸다. 이때쯤 수조 건물에는 펄펄 끓은 수조에서 올라온 증기가 꽉 차 있었는데, 이 증기가 녹아내린 사용후핵연료의 한 성분과 작용하면서 폭발성 강한 수소가 만들어졌다.
이 수소가 폭발해 순식간에 수조 건물의 벽과 지붕을 날려버리자 물 밖으로 드러난 상태에서 녹아내리던 사용후핵연료가 대기에 노출되면서 강한 방사선을 내뿜었다. 그제야 ‘설마’ 하던 일본의 도쿄전력과 정부가 놀라서, 모든 수단을 동원해 근처에서 가장 쉽게 구할 수 있는 바닷물을 벽과 지붕이 날아간 수조 건물 안으로 퍼부었다. 그러나 폭발로 생긴 구멍 때문에 도처에서 바닷물이 새나왔다.
일본은 황급히 구멍을 메워주는 고화제를 물과 함께 뿌려 구멍을 막음으로써, 수면 위로 드러나 녹아내리던 사용후핵연료를 다시 물(바닷물) 속으로 넣는 데 성공했다. 하지만 폭발하면서 방사능에 오염돼 있던 시설과 자재가 산지사방으로 날아갔기에 광범위한 지역에서 높은 방사선이 검출됐다.
전기가 끊겨 사용후핵연료가 수조 안의 물을 끓게 했다면, 화덕(원자로) 안에 살아 있던 연탄(핵연료)은 물을 더 빨리 끓일 수밖에 없다. 그로 인해 원자로 안에서도 물이 줄어들자, 핵연료는 물 밖으로 드러나 녹아내렸다. 핵연료가 녹았다는 것은 핵연료를 감싸고 있던 관이 녹았다는 뜻이다. 관 밖으로 흘러내린 뜨거운 핵연료는 원자로 바닥으로 내려가, 높은 열로 원자로 바닥에 구멍을 냈다.
이러한 상황이 벌어지고 있을 때쯤 수조 건물이 폭발하자, 일본은 깜짝 놀라 폭발한 수조 건물 안은 물론이고 원자로가 들어 있는 격납용기 안으로도 바닷물을 강제 주입했다. 자본주의 나라들은 강력 시멘트와 철근으로 격납용기를 만들고 그 안에 원자로를 설치한다. 이 격납용기 안에 바닷물을 퍼부어 원자로를 물에 잠기게 함으로써 달아오른 원자로를 식히고, 원자로 바닥에 구멍을 내고 빠져나온 핵연료의 방사능도 나오지 못하게 한 것이다.
그런데 격납용기는 수조 건물이 폭발할 때 받은 충격으로 일부가 훼손돼, 집어넣은 바닷물이 새나왔다. 일본은 이러한 구멍을 막는 데 총력을 기울였다. 수조 건물 안에서 바닷물에 잠긴 사용후핵연료와 격납용기 안에서 바닷물에 잠긴 원자로에 방호복을 입은 기술자들이 접근해 손을 쓰려면 수십 년을 기다려야 한다. 그때까지 일본은 폭발한 수조 건물과 격납용기에서 새나오는 바닷물에서 방사성 물질을 걸러내 바다로 보내고, 그만한 양의 물을 수조 건물과 격납용기에 넣는 일을 반복해야 한다.
대기로 흩어지고 바다로 흘러 들어간 방사성 물질
지금의 문제는 수조 건물 폭발로 대기 중으로 흩어진 방사성 물질과 흘러내린 바닷물을 따라 나온 방사성 물질에 의한 피해다. 그러나 이 문제는 너무 두려워할 필요는 없다. 모든 방사성 물질은 일정한 시간이 지나면 방사능의 세기가 절반씩 줄어들기 때문이다. 이를 반감기(半減期)라고 하는데, 방사능이 센 물질일수록 반감기가 아주 짧다. 강한 것의 반감기는 수분, 수시간에 불과하다. 또 이들은 대기와 물을 통해 희석된다.
대기 중으로 흩어진 방사성 물질이 희석되고 시간이 지남에 따라 반감기가 지나 독성을 잃는다는 사실은 역사적으로 증명됐다. 강대국들은 사람이 살지 않는 곳에서 여러 차례 대기 중 핵실험을 했는데, 반감기가 지나고 희석됐기에 멀리 떨어진 곳에 사는 사람들은 핵실험 사실을 의식하지 못하고 살아간다. 바다로 들어간 방사성 물질도 마찬가지다. 바다로 들어간 방사성 물질은 물 밖으로는 방사선을 쏘지 못한다.
문제는 수억 또는 수조분의 1 확률로 반감기가 조금 긴 방사성 물질을 물고기가 먹고, 그 물고기를 사람이 잡아먹는 경우다. 그러나 대부분의 방사성 물질은 물고기나 사람 몸 안에 축적되지 않고 빠져나간다는 것을 알면 이것도 큰 걱정을 할 필요는 없다.
병원에 가면 환자에게 약한 방사능이 나오는 방사성 물질을 먹이고 그 물질에서 나오는 방사선을 추적해, 환자가 먹은 약이 체내에서 어떻게 유통되는지 알아보는 장비가 있다. 방사능 물질은 몸에 축적되지 않기에 이러한 장비를 만든 것이다. 우리는 다른 것을 고민해야 한다.
세종 시절인 1426년 한양에서 큰 불이 일어났다. 당시 한양에는 초가(草家)가 많았는데, 때마침 불어온 바람을 타고 초가들이 타들어갔다. 화재는 한양에 있던 집의 절반을 태우고 진화됐다. 그 후 세종은 이재민 구호 조치를 취하면서 동시에 기와로 지붕을 올리게 했다. 기와집이 늘어난 후 한양에서는 대화재가 일어나지 않았다.
인류가 다른 포유류를 제치고 세상을 지배하게 된 이유 중 하나는 불을 다스렸기 때문이다. 모든 동물은 본능적으로 불을 피하려고 하는데, 사람은 자기에게 위험이 없으면 불장난과 불구경을 하려고 한다. 불을 두려워하지 않았기에 화식(火食)을 하고 난방을 하고 전기를 생산했다.
후쿠시마 원전 사고에 대한 보도가 줄어든 지금 많은 과학자들이 원자력을 더욱 안전하게 다룰 수 있는 기술 개발에 착수했다. 원자력이라고 하는 불의 특성을 아는 사람들은 모든 전원이 끊어졌을 때도 원자로와 사용후핵연료가 들어 있는 수조를 끓지 않게 하는 방법을 찾기 시작했다. 이 방법이 개발되면 후쿠시마 원전 같은 사고는 차단될 수 있다.
불을 두려워하지 않고 지배해서 이용하려고 한 인류가 세상을 지배한 것처럼, 원자력도 지배해야 한다. 세종이 대화재를 계기로 모든 집에 불씨를 없앴다면 오늘날의 서울은 없을 것이다. 후쿠시마 원전 사고를 계기로 원자력을 포기하는 것은 인류 문명을 태동시킨 불을 포기하는 것과 흡사하다. 후쿠시마 원전 사고는 불을 제대로 다스리는 자가 세상을 지배한다는 것을 보여준 경우다.
Part 02 쉽게 배워 보는 원자력 이야기
>>> 원자력 안전 Q · A
우리나라 원전의 안전성과 방사선의 인체 영향, 방사선과 식품에 대한 궁금증을 Q·A로 알아보았다.
● 우리나라 원전의 안전성
Q 01 우리나라 원전은 사고가 난 일본 후쿠시마 원전과 무엇이 다른가요?
A 원자로 종류가 다르며, 일본과 같은 지진 및 지진해일이 발생할 경우 우리 원전이 훨씬 더 안전하다.
>>> 첫째, 일본 원전은 방사성 물질을 함유한 원자로 냉각수가 직접 터빈을 운전하지만 우리 원전은 냉각수에 방사성 물질이 함유돼 있지 않아 외부로 방사성 물질이 누출될 가능성이 훨씬 적다. 둘째, 우리나라 원전은 지진해일로 인해 전기가 끊기더라도 증기발생기를 이용한 원자로심의 냉각이 가능하다. 셋째, 만약 원자로심이 녹아 수소가 발생하더라도 우리 원전은 일본 원전과 달리 전기 없이 동작하는 ‘수소재결합기’가 있어 수소폭발이 일어나지 않는다.
| 1 우리나라 원전과 동일한 가압경수로형인 미국 스리마일 아일랜드(TMI) 원전에서 원자로심이 녹아내리는 사고(1979년)가 발생했으나, 방사성 물질이 격납용기에 대부분 갇혀 외부 환경의 피해가 거의 없었다. 2 우리나라 원전에 설치돼 있는 수소재결합기는 수소와 산소를 결합시키면 물이 되는 원리를 활용한 것으로 수소가 일정 농도 이상되어 폭발하기 전에 작동돼 폭발 사고를 방지한다. |
Q 02 우리나라 원전은 지진이나 해일이 와도 괜찮은가요?
A 우리나라 환경을 고려해 충분히 안전하게 만들었다.
>>> 우리 원전은 과거 우리나라에서 발생한 모든 지진과 단층 등 지질 구조를 고려해 예측된 최대 지진을 전제로 만들어 안전하다. 반경 320km 이내 단층을 분석하고 과거 50만 년 안에 2회 이상 단층 활동(활성 단층)이 있었는지 등을 검토해 안전한 위치에 지었다. 기존 원전은 리히터 규모 6.5, 신규 원전은 리히터 규모 7에 견디도록 설계했다.
해일에 대해서는 과거 우리나라에 영향을 미쳤던 최대 지진해일을 기준으로 하고 여기에 안전 여유도를 추가한 안전한 높이에 원전을 건설했다. 1983년과 1993년에 일본 서해안에서 각각 규모 7.7과 7.8 강진이 발생했는데, 이로 인해 우리나라 동해안에는 2~3m의 지진해일이 발생한 바 있다. 우리나라 원전은 지진해일에 대해 1.6~4.3m의 여유 높이가 있다.
Q 03 일본 원전에서처럼 우리나라 원전에 전기가 공급되지 않으면 위험하지 않을까요?
A 전기가 공급되지 않더라도 자연순환 방식으로 냉각 기능을 유지해 안전하다.
>>> 사고가 발생한 일본 원전은 전원 공급 계통이 2중으로 구성된 반면, 우리 원전은 4중으로 구성돼 있다. 또한 우리 원전은 일본과 달리 지진해일 등으로 침수돼 전기가 끊기더라도 원자로심 냉각 기능이 유지된다.
우리 원전에는 전기가 없어도 작동하는 펌프가 원자로 냉각수가 자연대류 원리에 의해 자연 순환되도록 해 원자로심이 냉각되므로 안전하다.
Q 04 우리나라 원전도 일본 원전과 같이 방사성 물질 누출 사고가 일어날 수 있나요?
A 일본 원전과 다르게 설계돼 방사성 물질 누출 사고 가능성은 매우 낮다.
>>> 우리나라 원전의 격납건물은 120cm 두께의 철근 콘크리트로 돼 있다. 우리 원전의 격납건물 내부 부피는 일본 원전의 5배 이상으로 격납건물 내부에서 수소폭발이 일어나더라도 격납건물은 손상되지 않고 안전하다.
또한 전기가 끊겨도 작동하는 수소 제거 설비가 설치돼 일본 원전과 같은 사고가 발생하지 않는다. 이러한 수소 제거 설비는 고리 1호기, 신고리 1·2호기에 설치됐으며, 앞으로 다른 원전에도 전기 없이 작동하는 수소 제거 설비로 교체할 계획이다.
Q 05 운전한 지 30년 넘은 고리 1호기를 계속 운전해도 괜찮은가요?
A 고리 1호기는 계속 운전을 위해 안전과 관련된 주요 설비를 대부분 교체해, 신규 원전에 버금가는 수준의 안전성을 확보하고 있다.
>>> 설계수명 기간이 지났다 하더라도 평상시 유지 보수가 잘돼 있어 안전에 문제가 없다면 계속 운전을 허용하는 것이 일반적이다. 설계수명이란 원전 설계 시 설정한 기간으로 원전의 안전성과 성능 기준을 충족하면서 운전 가능한 최소한의 기간을 말한다.
미국의 키와니 원전은 고리 1호기와 동일하게 설계된 쌍둥이 발전소다. 이 발전소는 40년이 수명이며 고리 1호기는 30년으로 돼 있다. 이 원전은 2011년 2월에 미국 원자력규제위원회로부터 20년 추가로 계속 운전을 승인받았다.
● 방사선의 인체 영향
Q 06 일본 원전 사고로 공기 속에 방사성 물질이 들어 있다고 하는데 안심해도 되나요?
A 아주 적은 양으로 건강에 영향을 주지 않는다.
>>> 일본 후쿠시마 원전 사고로 인해 우리나라에서도 공기 중에 방사성 물질이 검출되고 있지만 아주 적은 양이다. 3월28일 한국원자력안전기술원(KINS)이 측정한 방사성 요오드를 방사선량으로 환산하면, 일반인의 연간 허용 기준인 1밀리시버트의 3만분의 1 수준이며, 춘천에서 검출된 방사성 세슘도 연간 허용 기준의 8만분의 1 수준이므로 위험하지 않다.
| “일본 후쿠시마 원전 1, 2, 3호기의 원자로가 모두 파괴되고 바람이 우리나라로 불어온다는 최악의 상황을 가정하더라도 추가로 받게 되는 우리나라 방사선 노출량은 연간 0.9밀리시버트 정도다.” (한국원자력안전기술원, 2011.3.30) |
Q 07 미량의 방사성 물질에 노출돼도 해롭지 않다는 말이 사실인가요?
A 극히 적은 양의 경우에는 아무런 문제가 없다.
>>> 미량의 방사성 물질로 인해 생물학적 변화가 나타났다는 연구 결과는 아직 보고된 바 없다. 사고로 인해 오염된 물건이나 음식은 물론 피부나 의복이 오염됐다 해도 잘 씻으면 문제가 없다. 실제로 일정 시간이 지나면 방사성 물질이 저절로 없어지기 때문에 안심해도 된다.
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일본 후쿠시마 원전 사고로 인해 우리나라에서 검출되고 있는 방사성 물질의 양은 아주 미량이다. “지금보다 1억 배 이상이라면 치료가 필요한 수준이 된다.” 이승숙 한국원자력의학원 국가방사선비상진료센터장(2011.3.30) |
Q 08 일본 원전 사고로 방사성 물질이 섞인 비가 내릴 수도 있다는데 맞아도 괜찮은가요?
A 비를 맞아도 인체에 끼치는 영향은 극히 미미한 수준이다.
>>> 최근 빗물에서 검출된 방사성 요오드(2.81베크렐/리터)를 방사선량으로 환산하면, 일반인의 연간 한도 1밀리시버트의 22분의 1수준(0.045밀리시버트)으로 아주 미량이어서 인체에는 영향이 없다.
오히려 대기오염으로 인한 납, 카드뮴과 같은 중금속 함량이 더 높을 뿐 아니라, 일반먼지보다 입자가 작은 황사가 건강에 더 해로울 수 있다. 또한 일본과 우리나라는 1000km 이상 떨어져 있기 때문에 지표면에서 가까운 지상풍을 통해서는 방사성 물질이 우리나라에까지 영향을 미치기 어렵다.
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“일본 후쿠시마 원전 사고로 인해 일본에서 날아온 방사성 물질은 아주 적은 양이라서 2만 시간을 쪼여야 자연에서 나오는 방사선 수준이다.” 이은철 서울대 원자핵공학과 교수(2011.3.30) |
Q 09 방사선이 감기처럼 다른 사람에게 전염되나요?
A 방사선은 빛의 흐름이므로 전염되지 않는다.
>>> 방사선은 빛과 같은 성질이 있어 세균, 바이러스와 같이 전염되지 않는다. 몸속에 들어간 방사성 물질이 몸 밖으로 방사선을 내려면 아주 많은 양이어야 한다. 미량이라면 다른 사람에게 방사선을 전파할 가능성은 없다. 다만 공기 중에 떠다니는 방사성 물질이 머리카락이나 옷, 신발 등에 묻었다가 먼지처럼 다른 사람에게 옮겨질 수는 있지만 이럴 경우에는 물로 깨끗이 씻어내면 된다.
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“현재 검출된 방사성 물질 농도와 방사선량은 맑은 날 등산을 하면서 받는 방사선보다도 낮다. 위험한 수준이 되려면 일본에서 지금보다 방사성 물질이 ‘수만 배’ 방출된 뒤 우리나라로 직접 날아와야 하는데 그럴 가능성은 전혀 없다.” 김광표 경희대 원자력공학과 교수(2011.3.30) |
● 방사선과 식품
Q 10 일본에서 수입하는 식품은 문제가 없나요?
A 지속적인 방사능 검사를 통해 수입식품의 안전성을 철저하게 확인하고 있다.
>>> 일본산 수입식품에 대해 일본 원전 사고 이후 방사성 물질 오염 여부를 철저하게 검사하고 있다. 고순도 게르마늄 검출기를 이용해 감마선을 방출하는 방사성 물질(요오드, 세슘)의 농도를 측정한 결과, 현재까지 문제된 것은 없다.
일본에서 수입되는 식품은 주로 가공식품과 식품첨가물로 일본 대지진 이후 오염되기 쉬운 농산물 수입은 거의 없으며, 수입되고 있는 것은 청주·과자·소스류·캔디류·기타가공품·복합조미식품·수산물 및 수산물가공품·착향료 등이다.
현재 일본의 원전 사고 처리 및 방사성 물질 누출 현황에 대해 세계보건기구(WHO), 미국 등의 조사 동향 등을 면밀히 파악하고 있으며, 일본에서 방사능 오염이 확산돼 추가적인 조치나 통제가 필요하다고 판단되는 경우에는 특정 지역이나 일본산 농축수산물 등에 대한 수입 잠정 보류 등 필요한 조치를 적극적으로 취하고 있다.
Q 11 후쿠시마 원전 사고 이후 우리가 먹는 식품 속에도 방사성 물질이 들어 있을 수 있는데 안전한 수준인가요?
A 1년 동안 섭취하는 모든 식품에 국내에서 검출된 수준의 방사성 물질이 포함돼 있더라도 건강에는 문제가 없다.
>>> 4월12일 국내산 시금치에서 방사성 요오드가 kg당 1.72베크렐, 방사성세슘이 kg당 4.75베크렐이 검출된 바 있으나 기준치인 300~370베크렐에 비하면 극히 미량이다. 우리가 1년 동안 평균적으로 먹는 식품의 총량은 515kg 정도다.
만일 우리가 먹는 모든 식품이 이번에 시금치에서 검출된 수준으로 방사능에 오염돼 있다고 가정하더라도, 연간 0.05밀리시버트 정도이며 세계보건기구(WHO)의 연간 허용 유효선량의 20분의 1 수준에 불과하다.
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“걱정을 지나치게 하다 보면 실제 있지도 않은 ‘상상의 증상’들이 나타날 수 있다. 현재로서는 지나친 두려움을 가질 필요가 없다.” 서균렬 서울대 원자핵공학과 교수(2011.3.31) |
Q 12 일본에서 방사성 물질에 오염된 물을 바다로 흘려보낸다는데 우리나라 바다는 괜찮나요?
A 해류의 흐름을 과학적으로 분석한 결과 우리나라로 유입될 가능성은 거의 없다.
>>> 아주 빠른 바닷물도 속도가 초당 1m라는 점을 감안하면 대부분 북태평양 쪽으로 흐르는 후쿠시마 해역의 오염된 바닷물이 우리 해역으로 들어오려면 수년이 걸린다.
실제로 일본 후쿠시마 원전 주변 해역을 거쳐 연안을 따라 남하하는 오야시오 해류는 일본 지바 현(도쿄 북동쪽) 부근 해역에서 북상하는 구로시오 난류와 만나 동태평양으로 흘러가게 되며, 이 해류가 우리나라 연안에 직접 도달하기까지는 통상 2~5년 이상 시간이 걸린다.
또한 방사성 물질이 해류를 타고 우리나라까지 도달하는 동안 해수의 혼합과 확산에 의해 농도가 크게 낮아지므로 오염된 해수가 한반도로 올 가능성은 거의 없다.
Q 13 일본 앞바다의 고등어, 오징어가 우리나라 연안으로 올 수 있나요?
A 후쿠시마 원전 앞바다의 어류가 우리나라 연안으로 이동할 가능성은 매우 낮다.
>>> 일본 후쿠시마 원전 앞바다에서 어획되는 어류는 주로 까나리와 고등어, 오징어 등이다. 일본에서 방사성 물질이 기준치 이상 검출된 까나리는 냉수성과 연안성 어류로 먼 바다를 회유하지 않기 때문에 이 어류가 우리나라에서 어획될 가능성은 없다.
고등어는 우리나라에서 어획되는 것들과 계군이 분리되므로 우리나라로 올 가능성이 매우 낮다. 오징어의 경우 태평양계군이 일부 쓰가루 해협을 통해 우리나라 동해로 이동하기는 하지만 일본 연안을 따라 남하하므로 우리 어선에 잡힐 가능성은 희박하다.
일본 연안을 따라 남하한 오징어가 우리 어선에 잡힐 가능성에 대비해 오징어가 주로 잡히는 시기에는 국내산 오징어에 대한 방사능 검사를 강화할 계획이다.
Q 14 빗물에도 방사성 물질이 들어 있다는데 수돗물을 마셔도 괜찮나요?
A 수돗물에서는 방사성 물질이 검출되지 않았다.
>>> 일본 원전 사고로 대기 중에서 방사선 물질이 발견된 이후, 3월31일부터 정수장 원수 및 정수에 대해 분석을 실시했으나 현재까지 수돗물에서는 방사성 물질이 검출되지 않았다.
4월7일 한국원자력안전기술원(KINS)이 측정한 빗물 내 방사성 요오드 2.81베크렐/리터를 방사선량으로 환산하면, 일반인의 연간 한도인 1밀리시버트의 22분의 1 수준이다.
Q 15 요오드를 함유한 소금이나 미역을 먹으면 방사능 오염 예방에 도움이 되나요?
A 소금이나 미역 등의 식품을 섭취하더라도 방사능 오염에 대한 예방에는 도움이 되지 않는다.
>>> 방사능 오염 지역에서 작업하는 사람이 방사성 요오드가 갑상선에 들어오지 못하도록 하거나 피폭된 사람이 방사성 요오드를 배출시키기 위해서는 한 번에 122mg의 요오드 피폭 예방제를 복용해야 한다. 따라서 미량의 요오드가 함유된 식품을 먹는 것은 방사능 피폭에 의한 치료나 예방에 도움이 되지 않는다.
또한 우리나라 사람들은 평상시 세계보건기구(WHO) 권장량보다 20배 이상 요오드를 많이 섭취하고 있다. 이보다 더 많은 요오드를 섭취할 경우 요오드 과잉 섭취에 의해 오히려 갑상선 호르몬의 합성을 방해하거나 배출을 막아 문제가 될 수 있다.
소금에 함유된 요오드의 양은 요오드 강화 소금이라고 해도 kg당 20~40mg으로 매우 적다. 미역 등 해조류에 함유된 요오드의 양도 매우 적어 실제 사고 시에는 치료에 큰 도움이 되지 못한다.
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1 빨리 카드를 다 뒤집는 사람이 이기는 에너지 퀴즈 대회. 빨리 같은 사람의 얼굴을 찾아라!
Part 03 우리 생활에 꼭 필요한 에너지, 체험하며 배워 보아요
>>> 에너지 체험관 행복한 i
_ 진행·김수영<더우먼동아 객원 에디터 http://thewoman.danga.com> 사진·홍중식 기자
에너지 세상으로 여행을 떠나요
에너지는 어떻게 만들어지고, 어떻게 이용될까? 놀이를 하면서 에너지를 쉽게 배울 수 있는 에너지 체험관 행복한 i를 아이들과 함께 찾았다. 1층에 있는 체험관 로비에서 세 아이를 맞아준 분은 에너지 선생님이다. 에너지 선생님에게 IC카드를 받으면, 체험관 입장 완료! IC카드는 에너지 체험관을 이용하는 열쇠로 IC카드를 대지 않으면 작동을 하지 않는다.
“에너지 체험을 하기 위해서는 IC카드를 대세요!”
에너지 선생님의 지도에 따라, 세 아이가 체험관 입구에 IC카드를 대는 순간, 벽에 “이소엽(11), 허주영(10), 허재혁(6) 어린이 환영합니다!”란 메시지가 뜬다. 자, 이제 본격적인 에너지 체험을 하러 입장!
에너지 체험은 재미있는 공놀이로 시작됐다. 손잡이를 돌려 공을 3m 위로 올려 보내면 공은 레일을 타고 내려오면서 도미노처럼 장애물을 하나하나 쓰러뜨린다. 공이 내려오면서 몇 개의 종을 치기도 한다. 위치 에너지(공이 위→아래)가 운동 에너지(공이 굴러 레일을 달림)로 변하고, 그것이 다시 소리 에너지(종이 딸랑)로 변하는 과정을 보여준다.
물과 태양으로 전기를 만들어요
물을 이용한 수력발전소의 원리를 배워 보는 곳으로 갔다. 물을 가둬놓은 수조의 문을 열면 물줄기가 쏴아 내려와서 아래에 있는 물레방아를 돌린다.
“실제 수력발전소에서는 이렇게 물의 낙차를 이용해 터빈을 돌려 전기를 만들어냅니다. 어느 쪽이 더 전기를 많이 만들어낼까요?”
아이들은 일제히 높은 데서 떨어지는 물줄기가 낮은 곳에서 떨어지는 물줄기보다 세 보인다고 외친다.
다음은 태양열 에너지를 이용하는 곳. 모형 태양에서 열을 비추면 집전판을 통해 태양열 에너지가 모이고, 모아진 에너지를 이용해 위에 달린 구조물들이 움직인다.
“태양열 에너지는 우리나라에서도 많이 이용하고 있어요.”
“네, 저희 동네는 태양열 에너지 보일러가 많아요!” 에너지 선생님의 말에 서울 근교 전원주택 단지에 사는 소엽이가 대답했다.
2 원자로 모형 안에서 원자 밟기. 번개같이 튀어나오는 원자를 재빨리 밟아야 원자로가 빙글빙글 돌아간다. 3 원자력 큐브 만들기. 4 에너지 체험관 벽에 붙어 있는 원자력 안전에 대한 상식백과. 체험관 벽 곳곳에는 원자력 에너지 관련 정보가 가득하다.
원자로 안에서 번개처럼 빠르게 핵분열이 일어나요
아이들은 원자력발전소가 만들어지는 원리를 보여주는 곳으로 이동했다. 원자력발전소 속을 여행하듯이 들여다볼 수 있는 전시물로, 조이스틱을 움직여 원자력발전소가 어떻게 생겼는지 돌아다니며 볼 수 있다.
원자로는 방사선 물질이 나오는 것을 완벽하게 차단할 수 있도록 5중 방호벽으로 보호된다. 원자로 위쪽에서 연료봉인 우라늄이 들어가면 연료봉의 핵분열로 인해 에너지가 만들어지고, 만들어진 에너지는 터빈을 돌려 전기를 만들어 전기가 필요한 곳으로 보내진다. 뜨거워진 원자로를 식히기 위해 냉각수가 들어간다.
“원자로에 들어가는 우라늄 1g은 석탄 3톤, 석유 9드럼에 해당하는 에너지를 만들어냅니다. 우리나라는 60%의 에너지를 원자력으로 충당하고 있어요.”
“선생님, 왜 연료봉은 위에서 들어가나요? 보통 모닥불도 연료가 아래에 있잖아요.”
“우리나라 발전소는 연료봉이 모두 위에서 들어가요. 일본은 아래에 들어 있습니다. 위에 있어야 꺼내기 좋겠죠. 만약 이상이 생겨도 빨리 꺼내 처리할 수 있으니까요.”
다음은 원자로 안처럼 생긴 터널을 지나갔다. 에너지 선생님은 석유나 석탄, 아니면 가스레인지처럼 무엇인가를 태워서 열을 얻는 곳이 아니라, 우라늄이 핵분열을 일으키는 곳이 원자로라며 설명했다.
“빨리 원자를 밟아서 핵분열을 일으키게 하세요.”
선생님 말에 따라 두 어린이가 재빨리 바닥을 밟자 원자로가 빙글빙글 돌아가기 시작했다.
마지막으로 퀴즈를 풀면 행복한 i 체험이 끝난다. 카드 놀이를 하는 것처럼 카드를 뒤집어 같은 인물을 찾아내는 것이다. 아인슈타인이나 원자력을 발견한 페르미, 자연방사선을 발견한 베크렐, 원자핵을 발견한 러더퍼드, 엑스선을 발견한 뢴트겐, 인공방사선을 발견한 퀴리 부인 등이다. 카드에 나온 인물들에 대해서 선생님이 간단하게 설명해준다.
원자력발전소 큐브와 원자로 모형을 만들어요
1층 체험관에서 수업이 끝나면 2층으로 이동한다. 큐브 만들기와 원자로 모형 만들기를 체험할 수 있는 곳. 이와 함께 원자력발전소의 원리, 원자력의 경제성, 원자 구조와 핵분열, 원자로 구조 등에 대해 배웠다.
“이산화탄소를 배출하는 화력발전소 대신 태양발전소나 풍력발전소만 짓는 건 무리예요. 시설을 만들 수 있는 곳이 드물고, 우리나라 사람들이 다 이용할 만한 에너지는 만들어내지 못해요.” 아이들은 체험을 통해 원자력발전소의 중요성을 배웠다. 오늘 배운 내용 중에서 아이들이 가장 놀라워 한 것은 우리나라의 경우 거대한 원자력발전소가 안전을 위해 하나의 커다란 돌판에 지어진다는 것. “원자력발전소는 지진이 나는 곳에 지으면 안 된다고 해요. 돌판 두 개에다 지으면 흔들리기 때문이지요. 우리나라는 커다란 돌판이 있어서 정말 다행이에요.” 아이들은 체험관을 나온 후에도 ‘얼마나 땅을 파고 들어가야 그렇게 넓은 돌이 나올까?’, ‘그 큰 돌을 어떻게 파내어 발전소를 지을까?’ 등 원자력발전소 밑의 땅속에 대해 쉬지 않고 이야기했다.
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아이들과 함께 우리나라 원자력발전소 견학 떠나요~
■ 자료제공·한국수력원자력(02-3456-2114 www.khnp.co.kr)
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