[기획/일본대재앙] 일본원전 핵폭발 가능성 분석해보니

 일본 원전 원자로내 비등경수로 모양. 비등경수로는 화력발전소와 같은 원리로 원자로에서 물을 끓여 중기를 생산하고, 이 증기가 터빈을 돌려 전기를 만드는 방식이다. ①원자로 압력용기 ②핵연료 집합체 ③제어봉 ④순환펌프(Jet 펌프) ⑤제어봉 구동장치 ⑥증기 ⑦급수 ⑧고압 터빈 ⑨저압 터빈 ⑩발전기 ⑪여자기 ⑫복수기 ⑬순환수(해수 등)      ⑭급수 예열기 ⑮급수 펌프 ?순환수 펌프 ?격납건물
일본 원전 원자로내 비등경수로 모양. 비등경수로는 화력발전소와 같은 원리로 원자로에서 물을 끓여 중기를 생산하고, 이 증기가 터빈을 돌려 전기를 만드는 방식이다. ①원자로 압력용기 ②핵연료 집합체 ③제어봉 ④순환펌프(Jet 펌프) ⑤제어봉 구동장치 ⑥증기 ⑦급수 ⑧고압 터빈 ⑨저압 터빈 ⑩발전기 ⑪여자기 ⑫복수기 ⑬순환수(해수 등) ⑭급수 예열기 ⑮급수 펌프 ?순환수 펌프 ?격납건물

 일단 일본 후쿠시마 원전사고가 항간의 기우처럼 핵폭탄화할 가능성은 거의 없는 것으로 분석됐다.

 17일 현재 일부에서는 핵분열이 원자폭탄처럼 핵의 대폭발로 이어질수 있다는 최악의 시나리오도 제기되고 있지만 이의 가능성은 없다는 게 전문가들의 공통된 견해다.

 원전 전문가들에 따르면 핵이 폭발해 원자폭탄처럼 터지기 위해서는 기폭장치에 해당하는 엄청난 열이 필요한데다 한곳에 집중적으로 화력 지원이 돼야하는데, 현실적으로 이는 불가능하기 때문이다.

 원전사고는 단순히 핵폭발 우려보다는 방사능 오염과 낙진사고가 더 무섭다.

 현재 일본 후쿠시마 제1발전소의 원전 2·3·4호기에서는 흰색 연기가 지속적으로 새 나오고, 냉각수 고갈로 연료봉이 완전 노출됐을 것이라는 관측이 제기됐다. 원자로 내는 통상 320~340℃를 유지하고 있고, 핵연료 다발은 지르코늄 합금으로 만들어진 금속 피복관내에 위치하는데다 냉각수가 원자로 내의 온도를 상시 낮추기 때문에 핵연료가 녹아 내릴 가능성은 거의 없는 셈이다.

 그러나 일본의 경우처럼 정전으로 인해 연료봉을 식힐 냉각수 공급이 안된다면 상황은 심각해진다.

 핵연료봉이 들어 있는 금속피복관은 통상 1000℃ 이상에서 녹고, 후쿠시마 제1발전소 3호기에 섞여 있는 플루토늄의 녹는점은 639.5℃, 끓는점은 3235℃다. 1호기 연료로 쓰인 금속 우라늄의 녹는점은 1133℃, 끓는점은 3887℃로 플루토늄보다 다소 높다. 핵분열시 핵연료 온도는 대략 3000℃까지 올라간다.

 핵연료가 반응하는 핵분열 상태에서 냉각수가 공급되지 않으면 연료로 쓰인 플루토늄과 우라늄이 먼저 녹고, 이어 연료봉이 녹으면서 방사능이 새나올 수 있다는 계산이 나오는 것.

 이 과정을 거치면서 원자로가 완전히 녹아내리는 노심용융(멜트다운) 상태에 돌입하면 방사능이 기체와 섞여 날아다니는 핵재앙으로 이어지게 된다.

 그러나 원자력 전문가들은 이 상태로 가지는 않을 것으로 예측했다. 우선 일본이 후쿠시마 1원전 1·2호기의 전력공급에 나선나는 소식이 17일 전해졌다. 전력만 공급된다면 문제는 대부분 해결된다.

 한국원자력안전기술원(KINS) 노병환 원자력방사선안전본부장은 “이번주가 고비로 보인다”며 “냉각수가 공급되고 나면 복잡하고 난해한 문제들이 다 풀릴 것으로 본다”고 말했다.

대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr