후쿠시마 오염수 방출 시기, 방류 시뮬레이션과 방사능 반감기

후쿠시마 원전 사고로 발생한 오염수를 바다에 방출하기로 결정한 일본 정부의 행보가 국제사회의 우려와 비난을 샀습니다. 일본 정부는 오염수의 방사성 물질 농도를 법정 기준치 이하로 낮춘 뒤, 장기간에 걸쳐 바다에 방출하기로 결정했습니다.

 

일본 정부는 인체에 영향이 없는 수준까지 어염수를 희석해 순차 방류할 예정이라 문제가 없다는 입장입니다. 하지만 안전성을 두고 현지 어민과 시민단체, 주변국 등 국내외 반발이 이어지고 있습니다.

 

후쿠시마 오염수 방출, 방류 시뮬레이션과 방사능 반감기

후쿠시마 원전 오염수란?

후쿠시마 원전 오염수는 2011년 3월 동일본대지진과 쓰나미로 인해 발생한 후쿠시마 제1원자력발전소 사고 이후로 계속해서 발생하고 있는 방사성 오염물질을 함유한 물입니다.

 

사고 당시 녹아내린 핵연료를 식히기 위해 바닷물을 끌어다 냉각수로 사용했고, 이때 세슘, 스트론튬, 플루토늄 등의 방사성 핵종이 물에 섞였습니다. 또한 외부에서는 지하수와 빗물이 유입되어 원전 건물 내에선 하루 최대 180톤 이상의 오염수가 발생하고 있습니다.

 

오염수는 다핵종 제거설비 (ALPS)를 통해 대부분의 방사성 핵종을 제거하고, 원전 부지 내에 설치된 탱크에 보관하고 있습니다. 하지만 삼중수소 (트리튬)는 화학적으로 분리하기 어려워 ALPS 처리를 거치더라도 남아있습니다.

 

삼중수소는 인체에 축적되면 DNA에 손상을 줄 수 있는 베타선을 방사하는 방사성 물질입니다. 현재 보관된 오염수의 양은 약 125만 844톤으로, 탱크가 가득 찼습니다.

 

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오염수에 들어있는 방사성 물질 종류와 위험성

오염수에 들어있는 방사성 물질은 크게 삼중수소와 ALPS로 제거되지 않은 다른 핵종으로 나눌 수 있습니다.

 

삼중수소는 양자 1개, 전자 1개, 중성자 2개로 이뤄진 화학물질로, 물과 화학적 성질이 같아 분리하기 어렵습니다. 삼중수소의 반감기는 12.3년으로, 이 시간이 지나면 방사능이 절반으로 줄어듭니다.

 

삼중수소는 인체에 축적되면 DNA에 손상을 줄 수 있는 베타선을 방사합니다. 베타선은 피부나 종이 등으로 막을 수 있지만, 인체 내부에서 방사될 경우 세포를 파괴하거나 암을 유발할 수 있습니다.

 

ALPS로 제거되지 않은 다른 핵종은 탄소-14, 스트론튬-90, 세슘-134, 세슘-137, 플루토늄-239, 요오드-129 등입니다. 이들 핵종은 삼중수소보다 더 오랜 시간 방사능을 유지하며, 인체나 환경에 더 심각한 영향을 줄 수 있습니다.

 

예를 들어, 탄소-14는 반감기가 5천730년으로, 인체의 탄소와 교환되어 DNA에 손상을 줄 수 있습니다. 스트론튬-90은 반감기가 28.8년으로, 인체의 칼슘과 교환되어 골수에 축적되고 백혈병을 유발할 수 있습니다.

 

세슘-134과 세슘-137은 반감기가 각각 2년과 30년으로, 인체의 칼륨과 교환되어 근육이나 간에 축적되고 암을 유발할 수 있습니다. 플루토늄-239는 반감기가 2만 410년으로, 인체에 들어오면 폐나 뼈에 축적되고 암을 유발할 수 있습니다.

 

요오드-129는 반감기가 1천570만 년으로, 인체의 요오드와 교환되어 갑상선에 축적되고 갑상선암을 유발할 수 있습니다.

 

 

아래는 2012년 7월, 독일 킬 대학 헬름홀츠 지구해양연구소에서 세슘 137을 바탕으로 한 시뮬레이션 자료입니다.

세슘 137을 바탕으로 한 시뮬레이션 자료 / 출처 : GEOMAR Helmholtz-Zentrum

 

유튜브 원본 영상 / 2분40초 가량

 

GEOMAR 원본 뉴스 바로가기

 

일본 정부의 해양 방류 결정과 국내외 반발

일본 정부는 2023년부터 30년에 걸쳐 후쿠시마 방사능 오염수를 바다에 방류하기로 결정했습니다.

 

일본 정부는 삼중수소를 제외한 다른 방사성 핵종은 ALPS로 처리하여 법정 기준치 이하로 낮춘 뒤, 오염수를 물로 희석하여 해양 방출할 예정이라고 밝혔습니다. 일본 정부는 이렇게 하면 인체나 환경에 영향이 없다고 주장하고 있습니다.

 

하지만 일본 정부의 결정에 대해 국내외에서는 강한 반발이 이어지고 있습니다. 특히 일본 현지 어민과 시민단체 등은 일본 정부의 후쿠시마 오염수 해양 방류 결정에 강하게 반대하고 있습니다.

 

그들은 오염수 방출로 인해 어업이나 관광 등 지역 경제에 큰 타격을 입을 것이라고 우려하고 있습니다. 또한 오염수의 안전성이 입증되지 않았다고 지적하며, 일본 정부의 의사결정 과정이 투명하지 않았다고 비판하고 있습니다.

 

주변국인 한국과 중국 등도 해양 방류에 우려를 나타내고 있습니다. 한국 정부는 일본 정부의 결정에 강한 유감을 표시하며, 우리 국민의 안전과 해양환경 피해 방지를 위한 구체적 조치를 포함할 것을 일본 정부에 강력히 요구했습니다.

 

또한 후쿠시마 원전 오염수 해양방출에 따른 국내영향을 면밀히 예측·분석하고 일본산 수산물을 포함한 수입 수산물의 원산지 단속을 강력하게 이행할 것이라고 밝혔습니다.

 

중국 외교부도 일본의 이런 행위가 극도로 책임감이 없고, 심각하게 국제 공공의 건강과 안전, 주변국 국민의 이익을 해칠 것이라고 비판했습니다.

 

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후쿠시마 오염수 처리 방안은 무엇인가?

일본 정부와 도쿄전력은 후쿠시마 원전 내 오염수 처리 방안으로 '해양 방출'을 포함한 모두 6가지 방안을 검토 중입니다. 그러나 각각의 방안에는 장단점과 문제점이 존재합니다.

 

1. 해양 방출:

오염수를 물로 희석하여 바다에 버리는 방법입니다. 일본 정부와 도쿄전력은 이 방법이 비용이 가장 저렴하고 시간도 덜 든다고 주장하고 있습니다. 그러나 삼중수소를 포함한 다른 방사성 핵종이 해양 생태계와 인체에 미칠 영향을 정확히 알 수 없으며, 국제적으로도 반발을 받을 수 있습니다.

 

2. 수증기 방출:

오염수를 섭씨 1000도의 고온으로 끓여 대기 중에 수증기 형태로 방출하는 방법입니다. 이 방법은 1979년 발생한 미국 스리마일 원전 사고 때 썼던 방법입니다. 그러나 오염수를 끓인 후 남는 방사성 물질을 다시 처리해야 하는 등의 과제가 있으며, 대기 오염의 우려도 있습니다.

 

3. 전기분해 후 수소 배출:

오염수를 전기분해하여 수소와 산소로 분리한 뒤, 수소를 대기 중으로 방출하고 산소는 다시 원전에 활용하는 방법입니다. 이 방법은 삼중수소를 제거할 수 있는 장점이 있습니다. 그러나 전기분해에 필요한 에너지가 많이 들고, 수소가 폭발할 위험이 있습니다.

 

4. 지하 방류:

지하 2500m 깊이까지 파이프를 박아 오염수를 흘려보내는 방법입니다. 이 방법은 해양이나 대기에 영향을 주지 않는다는 장점이 있습니다. 그러나 지하수와 섞일 우려가 있으며, 파이프 설치에 필요한 부지 확보가 어렵습니다.

 

5. 지하 매설:

시멘트에 오염수를 섞어 지하에 매설하는 방법입니다. 이 방법은 오염수의 유출을 막을 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 시멘트 제작에 필요한 에너지가 많이 들고, 시멘트의 내구성이 떨어질 우려가 있습니다.

 

6. 오염수 저장탱크 증설:

현재와 같이 오염수를 탱크에 보관하는 방법입니다. 이 방법은 삼중수소의 반감기인 12.3년을 기다리거나 트리튬을 제거할 수 있는 기술개발을 기다릴 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 추가 부지 확보가 힘들고, 탱크의 노후화가 우려됩니다.

 

후쿠시마 오염수 방출 시기

일본 정부는 지난 2023년 1월 13일 각료회에서 후쿠시마 제1 원전 오염수를 100만 톤 이상 해양으로 방출하겠다고 밝혔었습니다.

 

일본 도쿄전력은 이달(2023년 6월) 12일 오전부터 약 2주 동안 해양방출 설비 시운전을 시작했습니다. 시운전은 오염수 방출설비가 실제 작동할 때 문제가 없는지 점검하는 과정입니다.

 

이송 펌프가 정상적으로 가동되는지, 이상 상황 발생 시 방출이 차단되는지 등을 살핀다고 합니다. 도쿄전력에 따르면 이번 시운전에서 방출되는 물은 해수에 희석한 오염수가 아닌, 담수와 해수를 희석한 물이라고 밝혔습니다.

 

방류 시기는 아직 정해진 것은 없고 올여름이 될 것이라고 합니다. 오염수를 모두 방류하는 데는 약 30년이 소요될 전망입니다.

 

결론

후쿠시마 원전 오염수는 2011년 사고 이후로 계속해서 발생하고 있는 방사성 오염물질을 함유한 물입니다. 일본 정부는 이 오염수를 해양에 방류하기로 결정했지만, 이는 인체와 환경에 심각한 위협을 가할 수 있습니다.

 

따라서 일본 정부는 국제적인 합의와 감독 하에 과학적으로 안전한 처리 방안을 찾아야 하며, 주변국과 현지 주민들의 우려와 의견을 충분히 반영해야 합니다.