‘위기감 고조’ 후쿠시마 원전

방사성물질을 대량 유출한 일본 후쿠시마 제1원자력발전소의 2호기와 5호기에 전력을 공급하는 데 성공, 위기로 치달았던 원전사고가 일단 한 고비를 넘기는 듯했다. 하지만 오후 방수작업을 벌이던 3호기에 이어 2호기에서도 연기가 피어오르면서 다시 위기감이 감돌고 있다. 냉각장치를 복구하기까지는 아직도 적지 않은 장애물이 남아 있음을 보여 준다.

●IAEA “최악 상황은 넘겨”

도쿄소방청과 자위대는 3호기와 4호기의 사용 후 연료 저장조에 대한 방수 작업을 이틀째 벌였다. 하지만 21일 오후 3시 55분쯤 3호기의 원자로 건물 남동쪽 윗부분에서 연회색 연기가 올라 작업원들을 긴장시켰다. 원자로 건물 남동쪽은 사용 후 연료 저장조가 있는 곳이다. 이어 이날 오후 6시 20분쯤 2호기 건물 지붕 틈에서도 흰색 연기가 피어올랐다. 앞서 2호기에서는 20일 오후 3시쯤부터 2시간가량 연료 저장조에 바닷물 약 40t을 집어넣는 작업을 했다.

원전 주변에서는 오전 기준 농도의 6배에 이르는 요오드 131과 세슘이 검출됐다. 전문가들은 요오드 131이나 세슘이 핵분열에 의해 만들어지는 물질이라는 점을 들어 원자로나 사용 후 연료 저장조 내부의 핵연료가 손상됐을 가능성을 예상했다.

도쿄전력은 이날 가장 먼저 전력이 공급된 2호기 내부에서 주제어실(MCR)과 원자로 건물 내부의 기기 점검 작업을 벌였다. 특히 중앙 제어실의 공기조절 설비나 일반 계측기를 복구하는 데 주력했다. 펌프를 사용할 수 있는 시스템도 발견한 것으로 전해졌다.

국제원자력기구(IAEA)는 후쿠시마 제1원자력발전소가 여전히 심각한 상태이긴 하지만 일부 긍정적인 진전이 있었다고 밝혔다. IAEA는 20일(현지시간) “5, 6호기는 냉각장치가 안정적으로 통제되고 있으며, 원자로 내 온도와 압력이 낮은 상태로 유지되고 있다.”고 지적했다.

그레이엄 앤드루 IAEA 기술 분야 선임고문은 오스트리아 빈에서 가진 브리핑에서 “지난 24시간 사이에 일부 긍정적인 진전이 있었다.”면서도 “원자로 냉각장치에 대한 전력 복구 노력이 여전히 매우 어려운 상태”라고 말했다. 스티븐 추 미국 에너지부 장관도 CNN과의 인터뷰에서 오바마 행정부는 일본 원전 사태와 관련, “최악의 위기”는 끝난 것으로 믿는다고 전했다.

원자력안전·보안원에 따르면 1~3호기 원자로 내부의 냉각수는 노심 상부로부터 1~2ｍ 수위까지 차 있는 것으로 알려졌다. 원자로 내부의 충분한 냉각수는 달궈진 핵연료봉을 식힐 뿐 아니라 핵연료봉의 방사성물질을 흡수하는 역할을 한다. 아울러 사용 후 연료를 담아 두는 저장 수조의 온도가 1~6호기 모두 100℃ 미만으로 확인된 점도 긍정적인 기대를 갖게 한다.

●원자로 내부압력 조절 등 ‘변수’

하지만 냉각장치를 복구하기까지는 아직도 적지 않은 장애물이 남아 있다.

우선 원자로 내부의 압력을 적절히 조절해 격납용기 파열 등의 추가 사고를 막는 것이 중요하다. 현재 후쿠시마 원자로의 구조를 살펴보면, 1차로 20㎝ 정도 두께의 탄소강으로 만든 압력용기가 원자로를 싸고 있고, 그 바깥에는 강철과 콘크리트로 이뤄진 격납용기가 버티고 있다. 격납용기는 설계 압력이 4기압 정도로, 만약 2배인 8기압 이상이 가해지면 깨질 수도 있다. 보통 압력용기 안의 증기가 많아지면 일단 격납용기와 압력용기 사이 공간으로 증기가 빠지고, 이 증기는 다시 원자로 아래 파이프로 연결된 도넛 모양의 ‘서프레션 풀’(압력조절장치)로 내려가 물로 응축된다.

그러나 이번 후쿠시마 원자로의 경우처럼 전력 공급 등의 문제로 이 같은 구조의 압력조절이 어려워지면 인위적으로 증기를 빼줘야 한다. 각 호기의 외벽 건물이 대부분 손상돼 격납용기에서 증기를 빼낼 때 기체 형태의 방사성물질도 함께 공기 중으로 유출된다는 점이 문제다. 이 밖에 방사능에 노출되는 상태에서 전력 케이블을 추가로 연결해야 하고, 각종 스위치 등 쓰나미로 고장 난 전기 부품도 교체해야 한다. 도쿄전력 관계자는 “아직 넘어야 할 큰 고비가 남아 있다.”며 “(전력 공급 시작은) 한 개의 계단에 올라선 것일 뿐”이라며 신중한 반응을 보였다.

도쿄 이종락특파원 jrlee@seoul.co.kr