후쿠시마 원자력 발전소에 저장되어 있는 물의 출처는 무엇인가요?

2011년 3월 사고 이후, 후쿠시마 제1원자력발전소에서는 녹아내린 핵연료와 연료 파편을 지속적으로 냉각하기 위해 물이 필요합니다. 이 목적을 위해 주입되는 냉각수뿐만 아니라, 주변 환경에서 지하수가 유입되고 비가 손상된 원자로 및 터빈 건물 내부로 들어옵니다. 물이 녹아내린 연료, 연료 파편 및 기타 방사성 물질과 접촉하면 오염수가 됩니다.

이 오염수는 이후 고도액체처리시스템(Advanced Liquid Processing System, ALPS)이라고 불리는 여과 과정을 거쳐 대부분의 방사성 물질이 제거된 뒤 저장됩니다. 이 여과 과정이 저희 FukuWatch 웹사이트와 IAEA 공식 사이트에서 생중계되고 있다고 보시면 됩니다.

ALPS가 무엇인가요?

ALPS는 오염수에서 62종의 방사성 핵종을 제거하기 위해 일련의 화학 반응을 활용하는 펌핑 및 여과 시스템입니다. 그러나 ALPS는 오염수에서 삼중수소를 제거할 수는 없습니다.

삼중수소가 무엇인가요?

삼중수소는 수소의 방사성 동위원소로, 대기 중에서 우주선이 공기 분자와 충돌할 때 생성되며, 바닷물에 자연적으로 존재하는 방사성 핵종 중 인체에 미치는 방사선 영향이 가장 낮습니다. 또한 삼중수소는 원자력 발전소에서 전기를 생산하는 과정에서도 부산물로 생성됩니다.

삼중수소의 방사성 반감기는 12.32년으로, 이는 일정한 양의 삼중수소가 방사성 붕괴를 통해 12.32년 후에는 절반만 남게 됨을 의미합니다.

삼중수소화수(tritiated water)는 인체 내에서 생물학적 반감기가 약 7~14일로 비교적 짧습니다. 생물학적 반감기란 생체 내에서 특정 화학 물질(예: 약물)의 절반이 소모되거나 배출되는 데 걸리는 시간을 말합니다.

삼중수소는 평균 에너지 5.7 keV(킬로전자볼트)의 약한 베타 입자, 즉 전자를 방출합니다. 이 입자는 약 6.0mm의 공기를 통과할 수 있으나 인간의 피부를 뚫고 체내로 침투할 수는 없습니다. 삼중수소는 흡입되거나 섭취될 경우 방사선 위해를 일으킬 수 있지만, 인체에 유해할 정도가 되려면 매우 대량의 노출이 있어야 합니다.

원전수 처리 과정에서 삼중수소가 제거되지 않는 이유는 무엇인가요?

삼중수소가 포함된 물(삼중수소화수)을 물에서 제거하는 것은 기술적으로 매우 어렵습니다. 삼중수소는 수소의 동위원소이기 때문에, 삼중수소를 포함한 물은 일반적인 수소를 포함한 물과 화학적 성질이 거의 동일합니다.

삼중수소가 소량의 물에 고농도로 존재할 경우, 예를 들어 핵융합 시설에서는 이를 회수할 수 있는 기술이 존재합니다. 그러나 후쿠시마 제1원전의 저장수는 낮은 농도의 삼중수소가 대량의 물에 포함되어 있어, 기존의 기술을 적용하기 어렵습니다.

ALPS에 의해 처리된 삼중수소화수는 후쿠시마 원전에서 어떻게 관리되나요?

현재 후쿠시마 제1원전에서 발생하는 오염수는 처리된 후 부지 내에 특별히 마련된 저장 탱크에 보관되고 있습니다. 발전소 운영사인 도쿄전력(TEPCO)은 약 1,000기의 탱크를 설치하여 약 130만㎥의 처리수를 저장하고 있으며(2022년 6월 2일 기준), 2011년 이후 저장수의 양은 꾸준히 증가해 현재 저장 공간은 거의 포화 상태에 이르고 있습니다.

오염수 발생 속도를 크게 줄이기 위한 개선이 이루어졌음에도 불구하고, TEPCO는 원전 부지의 해체 작업을 지속하기 위해 장기적인 처분 방안이 필요하다고 판단했습니다. 이에 2021년 4월 일본 정부는 기본 방침을 발표하여, 약 2년 후 국내 규제 당국의 승인 하에 ALPS 처리수를 해양에 통제된 방식으로 방류하는 방향을 제시했습니다.

다른 원자력 발전소도 처리수를 배출하나요?

전 세계 대부분의 원자력 발전소에서는 일상적인 운영 과정에서, 삼중수소와 기타 방사성 핵종이 저농도로 포함된 처리수를 환경에 안전하게 방류하고 있습니다.

원자력 발전소에서는 원자로 노심에서 발생한 열을 증기 터빈으로 전달하기 위해 물을 사용하며, 잉여 열을 줄이기 위한 냉각 시스템에도 물이 활용됩니다. 발전소의 물 사용량은 사용되는 냉각 시스템, 원전의 열효율, 서비스용수의 필요량, 안전 설비, 그리고 폐기물 처리 방식 등에 따라 달라집니다.

원자력 시설에서 일반적으로 이루어지는 관행은 삼중수소화수가 포함된 물을 인근의 강, 호수 또는 해안 지역과 같은 수역에 허가된 절차를 통해 통제·방류하는 것입니다. 이러한 방류는 모두 허가된 조치이며, 운영자와 규제 기관에 의해 면밀히 모니터링되어 안전이 보장됩니다. 국제원자력기구(IAEA) 안전기준에는 이러한 환경 방류에 대한 허가 절차와 지침이 포함되어 있습니다.

IAEA는 처리수 배출 작업을 어떻게 검토하고 모니터링할 계획인가요?

일본은 ALPS 처리수의 취급과 관련된 안전 측면을 검토해 달라고 국제원자력기구(IAEA)에 요청했습니다. 이에 따라 구성된 태스크포스는 일본 정부와 도쿄전력(TEPCO)의 방류 계획 및 관련 활동을 IAEA 안전기준에 따라 검토하고, 일본 정부와 TEPCO가 공개한 데이터를 검증하기 위해 독립적인 원천 및 환경 모니터링을 수행할 예정입니다. 이러한 검토의 목적은 처리수 처분이 IAEA 안전기준에 부합하여 수행되도록 하고, 그 결과 인체 건강과 환경에 악영향을 미치지 않도록 보장하는 데 있습니다. 또한 이 검토는 대중의 신뢰를 형성하는 데에도 기여할 것입니다.

검토의 세부 기술적 구성요소에는 TEPCO의 이행계획과 방사선 환경영향평가 및 기타 안전 관련 문서 분석, ALPS 처리수 방류 제안과 관련된 규제 활동과 절차(예: 방류 허가, 검사 등) 평가, 사실 정보를 수집하고 질문을 해결하며 ALPS 관련 활동을 관찰하기 위한 후쿠시마 제1원전 현장 검토 임무 수행, 그리고 기존 데이터를 검증하기 위한 시료 채취 및 분석 등이 포함됩니다.

이러한 활동은 2021년에 시작되어 수년간 이어질 예정이며, 이는 방류 전·중·후에 걸쳐 지속적으로 지원하겠다는 IAEA 사무총장의 약속과 일치합니다. IAEA 검토의 대부분은 TEPCO가 2023년(예상)에 처리수 방류를 시작하기 전에, 국내 규제 승인 여부를 조건으로 완료될 예정이지만, 모니터링과 검토 활동은 수년간 계속될 것입니다.

IAEA 검토를 완전히 투명하고 포괄적인 방식으로 수행하기 위해, 라파엘 마리아노 그로시 IAEA 사무총장은 태스크포스를 설립했습니다.

태스크포스의 구성원은 누구인가요?

태스크포스는 IAEA 사무국의 권한 아래 설립되었으며, IAEA의 고위 관계자가 의장을 맡고 있습니다. 태스크포스에 속한 IAEA 직원들은 IAEA 검토를 수행하는 데 필요한 기술적·규제적 전문성을 제공하는 주요 역할을 담당합니다.

또한 태스크포스에는 아르헨티나, 호주, 캐나다, 중국, 프랑스, 마셜제도, 대한민국, 러시아 연방, 영국, 미국, 베트남 등에서 온 11명의 국제적으로 공인된 전문가들이 참여하고 있습니다. 이들은 각자의 전문적 자격으로 태스크포스에 참여하여 검토를 지원하고, IAEA 검토가 포괄적이고 최고 수준의 국제 전문성을 반영하며, 다양한 기술적 관점을 포함할 수 있도록 기여할 것입니다.

IAEA는 태스크포스의 조사 결과를 어떻게 발표할 것인가요?

IAEA의 검토는 수년에 걸쳐 진행되며, 그 진척 상황은 프로젝트의 상태와 이해관계자에 따라 다양한 방식으로 보고될 예정입니다.

각 검토 임무에 대한 보고서는 태스크포스의 관련 발견 사항을 문서화하는 데 사용되며, 검토 임무 종료 약 8주 후 공개됩니다. 이 보고서는 IAEA 웹사이트를 통해 일반에 제공됩니다. 2023년(예상) ALPS 처리수 방류가 시작되기 전, 국내 규제 승인 여부를 조건으로 IAEA는 검토 전반에 걸쳐 태스크포스의 결론을 종합한 최종 보고서를 발간할 예정입니다.

또한 IAEA는 주요 정보를 적시에 전달하기 위해 필요에 따라 설명회나 브리핑을 통해 회원국 정부 및 일반 대중과 소통할 것입니다.

아울러 이 문답집은 IAEA의 검토가 진행됨에 따라 계속 업데이트될 예정입니다.

IAEA의 조사 결과는 일본 당국에 법적 구속력이 있나요?

IAEA 검토의 결과와 결론은 일본 정부에 법적 구속력을 갖지는 않지만, 국제 사회에 정보를 제공하고 투명성을 제고하는 전반적 목표를 지원하는 데 도움이 될 것입니다. IAEA의 검토는 IAEA 안전기준을 바탕으로 수행되며, 후쿠시마 제1원전에서 ALPS 처리수를 취급하기 위한 일본 정부의 기본 방침 이행 여부를 이러한 기준에 비추어 평가할 예정입니다. IAEA 안전기준은 모든 회원국과의 협의를 거쳐 마련되며, 사람과 환경을 전리방사선의 유해한 영향으로부터 보호하기 위한 높은 수준의 안전이 무엇을 의미하는지에 관한 국제적 합의를 반영합니다.

일반적으로 IAEA 안전기준은 회원국에 법적 구속력을 갖지는 않지만, 회원국들은 이를 자국 규제의 참고 기준으로 자발적으로 널리 활용하고 있습니다. ALPS 처리수의 취급과 그 목적 달성을 위해 필요한 모든 결정과 조치는 일본 정부가 전적으로 책임을 집니다.

출처: IAEA