후쿠시마 원자력 발전소 사고는 일본 역사상 가장 심각한 원전 사고로 꼽히며, 세계 원자력 역사상도 최악의 사고 중 하나로 평가됩니다. 자세한 내용은 아래 블로그 내용을 참고하시기 바라며, 이번에는 국내·외에서 논란이 되고 있는 방사능 오염수 해양 방류에 대해 알아보겠습니다.
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동일본 대지진과 후쿠시마 원전 폭발 사고
후쿠시마 원전 사고에 대한 글을 읽기 전 원자력 발전소의 원리 및 발전 방식에 대해 설명한 글을 참고하시면 많은 도움이 되실 겁니다. https://gdsymbol.tistory.com/entry/원자력-발전소의-원리-발전-방
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후쿠시마 오염수 정의
후쿠시마 원전 오염수는 2011년 3월 11일에 동일본 대지진으로 발생한 쓰나미로 인해 파괴된 후쿠시마 원자력 발전소의 연료봉을 냉각시키기 위해 사용된 물을 말합니다.
연료봉에 있는 우라늄은 지속적인 핵분열로 인해 고온의 열과 함께 엄청난 양의 트리튬, 우라늄, 세슘 등 방사성 물질을 생성하게 됩니다. 이를 냉각시키기 위해 사용된 물에도 높은 수준의 방사성 물질인 포함되게 되는데 이를 방사능 오염수라고 합니다.
오염수 처리 방법
현재까지 일본 정부는 오염수를 지상 저장소에 보관 중이었습니다.. 하지만 현재 130만 톤이 넘는 오염수가 저장소에 저장되어 있으며 이것을 처리하는 방법을 검토하고 있습니다.
처리 방법으로는 증발, 지하 저장, 해양 방류 등이 있는데 가장 유력한 방안으로 해양 방류가 논의되고 있습니다. 그 이유로는 오염수를 특수 설비로 증발시킬 경우 설계와 건설을 포함해 349억 엔(약 3383억 원)이 들고 9년 79년 7개월이 걸린다고 예측되었고, 콘크리트 용기에 넣어 땅속에 묻을 경우 가장 높은 2431억 엔(약 2조 3568억 원)이 들고 8년 28년 2개월이 소요될 것으로 추정되었습니다. 반면 해양 방출은 34억 엔(약 330억 원)으로 가장 저렴하고 소요 시간도 7년 47년 4개월로 가장 짧다고 추산되었습니다. 그러나 이러한 방안에 대해서는 국내외에서 많은 논란이 있으며, 방사능 오염에 대한 걱정과 국제적인 환경 영향 등에 대한 문제들이 제기되고 있습니다.
일본 정부에서는 이런 논란을 잠재우기 위해 ALPS(다핵종 제거설비)를 이용하여 오염수를 처리하여 방류하겠다고 발표했는데요, ALPS란 무엇인지 어떤 과정을 거쳐 처리가 되는지 살펴보겠습니다.
ALPS(다핵종 제거설비)란
ALPS는 후쿠시마 원자력 발전소에서 발생하는 오염수를 처리하는 데 사용되는 방사성 물질 처리 시스템으로 "Advanced Liquid Processing System"의 줄임말입니다.
2011년 3월 11일 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후 일본 정부와 도쿄전력이 오염수 문제에 대응하기 위해 개발한 처리 시스템으로, 일본 정부는 ALPS를 오염수에 포함된 방사성 물질을 제거하고 안전한 수준으로 만들어 원자력 발전소 밖으로 방류할 수 있도록 만들어주는 시스템이라고 발표하였습니다.
처리 과정을 간단히 설명하자면 여러 단계의 필터를 이용하여 방사성 물질을 최대한 제거하고 방류 전 남아있는 방사성 물질을 해수와 섞어 기준 농도까지 희석하여 바다로 방류하게 됩니다.
오염수 처리 과정
ALPS 처리 과정은 여러 단계로 구성되며, 주요 과정은 다음과 같습니다.
1. 선처리 (Pre-Treatment):
수거된 오염수는 먼저 선처리 과정을 거쳐 물질을 제거하고 물의 투명도를 높입니다. 이 단계에서는 물을 여러 번 여과하여 미세 입자와 부유물을 제거합니다.
2. 세라믹 필터 (Ceramic Filters):
선처리된 물은 세라믹 필터로 흐르게 되며 세라믹 필터는 미세한 입자와 부유물을 제거하는 역할을 합니다.
3. 이온(Ion Exchange):
세라믹 필터링 후, 물은 이온 교환 칼럼에 흐르게 됩니다. 이온 교환 재료를 사용하여 방사성 물질을 제거하고 물을 정화합니다. 트리튬, 세슘, 우라늄 등의 방사성 물질을 제거하는 데 사용됩니다.
4. 역삼투 (Reverse Osmosis, RO):
이온 교환 후, 물은 역삼투(RO) 시스템으로 이동합니다. 역삼투는 농축된 방사성 물질을 제거하기 위해 물을 필터링하는 과정입니다. 물은 고압을 가하고 다양한 크기의 필터를 통과하여 물질을 걸러내고 정화됩니다.
5. 페라플렉스
RO 시스템을 통과한 물은 마지막 단계에서 페라플렉스라 불리는 여과 시스템으로 이동합니다. 이 단계에서는 미세한 입자와 오염물질을 더욱 정밀하게 제거하여 최종적으로 물을 정화합니다.
6. 처리 물의 평가와 분석:
ALPS 시스템을 통과한 물은 계속해서 품질을 모니터링하고 분석됩니다. 물의 방사성 물질 농도와 품질을 확인하여 정화 수준을 확인합니다.
후쿠시마 오염수 해양 방류 논란
ALPS 시스템은 후쿠시마 원자력 발전소에서 발생한 오염수를 처리하는 주요 방법 중 하나입니다. 그러나 이 시스템에도 한계가 있으며, 삼중수소 등 일부 방사성 동위원소는 완전히 제거되지 않을 수 있습니다. 따라서 일부 처리된 물은 완전히 정화되지 않은 상태로 방류되기도 합니다. 이런 이유로 오염수 해양 방류에 대한 많은 논란이 있으며, 찬성하는 입장과 반대하는 입장의 주장에 대해 알아보겠습니다.
찬성 주장
오염수의 해양 방류를 찬성하는 입장의 주장은 오염수에 있는 방사성 물질이 ALPS에 의해 상당 부분 제거되었으며 남아있는 방사성 물질도 바닷물과 섞여 희석되면 자연에서 방출되는 양과 거의 같다고 주장합니다. 또한 IAEA(국제원자력기구)가 검증 절차를 마친 후 "일본의 오염수 방류 방식은 국제 기준에 적합하며, 오염수 방류가 인체나 환경에 미치는 영향은 극히 미미하다"는 내용이 담긴 최종 보고서를 발표했기 때문에 믿을 수 있다고 주장합니다.
반대 주장
반면에 반대하는 입장의 주장은 IAEA의 최종보고서에는 측정/확인 설비, 환승시설, 희석설비, 배출시설에 대한 검토 및 평가만이 있을 뿐, 정작 후쿠시마 핵 폐수를 정화한다는 ALPS에 대한 성능 검증은 전혀 없었다고 주장합니다.
또한 도쿄 전력의 측정 방법에 대해서도 문제점을 지적했는데, 방사성 오염수는 시간이 지나면 찌꺼기가 생기는 등 시간별·층별로 측정될 수 있는 방사성 핵종과 그 농도 등이 달라지는데 도쿄전력이 제공한 데이터에는 이를 혼합하여 채취하였다거나 슬러지를 측정하였다는 내용이 없어 이러한 변수들을 고려하기 어렵다는 것입니다.
미국 사우스캐롤라이나 생물학 교수인 티머시 무쏘 박사는 ALPS에 의한 오염수 처리 과정에서 제거되지 않는 삼중수소의 내부 피폭 위험성에 대해서도 지적을 하고 있습니다.
삼중수소가 여러 가지 경로를 통해 우리 몸속에 들어오게 되면 다른 방사성 핵종보다 세포에 더 큰 손상을 일으킬 수 있다는 것입니다. 고에너지의 감마선 핵종은 투과력이 강해 DNA나 세포를 통과하며 몸 밖으로 빠져나가지만, 삼중수소는 투과력이 약한 저에너지로 몸을 통과하지 않고 세포 내에서 머무르며 마치 공이 튕겨 다니듯 세포에 연쇄적인 손상을 일으킨다는 주장입니다.
무쏘 박사는 이번 연구를 위해 70만 건이 넘는 삼중수소 논문을 조사했으며, 그중 250건이 넘는 논문이 삼중수소의 생물학적 영향에 대해 밝혔다고 말했습니다.
이를 바탕으로, 오염수에 포함된 삼중수소 등의 방사성 물질은 바다 수산물에 쌓이게 되고 이것을 최종 소비하는 사람의 몸에 축적되어 세포 변형을 일으켜 암, 기형 등 각종 질병에 노출될 위험이 커진다는 주장입니다.