하나로원자로 내진 보강 부실 공사 의혹!
하나로원자로 내진 보강 공사의 각종 의혹!
한국원자력연구원은 진실을 밝혀라!
최근 한반도의 잇단 크고 작은 지진의 영향으로 원자력 시설의 내진 설계에 대한 국민들의 관심이 높아지고 있다. 더불어 지진으로 인한 원전 사고를 다룬 영화 ‘판도라’의 개봉으로 관심은 우려와 불안으로 증폭되고 있는 상황이다.
대전에도 원자력발전소와 같은 대규모 원자로는 아니지만 연구용인 하나로원자로가 있다. 지난(11일) 오전 11시 대전시청 기자회견장에서 대전환경운동연합은 현재 제기되고 있는 하나로원자로 내진 보강 부실 공사의 의혹들에 대해 관련 전문들과 함께 짚어보고, 원자력연구원의 철저한 정보공개와 정확한 해명을 요구하는 기자회견을 개최하였다.
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| 하나로원자로 내진 보강 공사 부실 의혹 기자회견 (2017.1.11/ 대전시청 기자회견장) |
지난 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후 국내의 원전시설에 대한 내진 평가를 실시했는데 대전의 하나로원자로의 경우 건물외벽체의 일부가 내진 설계 기준에 미치지 못한다는 결과가 나와 작년(2016년) 2월부터 보강공사를 진행하고 있다. 당초 완공 시점이었던 8월에서 10월로 연기되더니 12월로 또 다시 연기하고, 올해 1월에도 끝마치지 못한다는 원자력연구원의 발표에 의문은 쌓여갔지만 더 튼튼하고 안전하게 공사하려고 시간이 지체되는 것이라고 믿고 있었다. 하지만 최근 연일 꼬리를 물고 올라오는 기사자료와 제보등에 의하면 하나로원자로의 내진 보강 공사가 부실하게 진행되고 있으며 문제점들이 많다는 의혹들이 제기되면서 믿음은 불안으로 변화 되어가고 있었다.
이에 제보 자료와 여러 경로로 어렵게 입수한 관련 자료들을 토대로 현재 제기되고 있는 의혹들을 낱낱이 열거, 분석해보려 한다.
1. 내진 보강 설계 방식의 채택 이유
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| 하이브리드트러스 공법 설명(시공업체 제보자료) | 내진 시공 설계도(한국원자력연구원 제공) |
현재 진행되고 있는 내진 보강 공사는 기존 벽체에 관통구멍을 뚫고 철제빔을 벽체의 내외부에 고정하는 Hybrid Truss(하이브리드 트러스)공법이다. 건물 벽체에 1,800여개의 구멍을 뚫어 하나로원자로 벽체 내부와 외부에 철제 보강물을 수평으로 덧대 수평적 힘을 보강하는 방식인데, 기밀성이 특히 요구되는 원자로의 격납건물에 굳이 수많은 구멍을 뚫어가며 보강 하는 방법을 선택한 이유가 전혀 납득할 수가 없다. 특히 이 공법이 우리나라에서는 최초로 시도하는 것이라고 하는데 굳이 원자로의 벽체를 첫 모델 사례로 선택해야만 했는가? 이에 대해 원자력연구원은 실제 여러 가지의 공법이 제안 되었지만 다른 방법은 실제로 실현이 불가능한 방식이었고 지금의 방식은 누군가의 아이디어에서 착안하여 채택했다고 밝혔다. 그렇다면 충분한 검증 절차를 거쳤어야 하는 것이 아닌가?
2. 내진 보강 설계 및 검증 시험 관련
하나로 원자로 내진 보강 공사 방법은 2015년 7월에 확정되었다. 그리고 내진 설계 보강 공사의 착공은 2016년 2월 15일이다. 하지만 내진 보강 공사의 검증 시기는 2016년 2월 29일이 되어서야 진행되었다. 즉 시공 중에 설계 방식의 검증을 한 것이다.
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| 대전원자력안전협의회 보고 내용(한국원자력연구원 하나로운영부)/2016년 3월 29일 |
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| 내진보강공사(Hybrid Truss)구조성능실험 공정표 | (건설연구인프라연구원 제공) |
이에 대한 원자력연구원은 공사와 병행해 인허가 과정 중에 추가로 요청된 보강방법에 대한 검증
실험을 별도로 실시한 것이고, 변경허가 승인 전까지는 공사를 위한 준비 작업(비계설치, 건물
외장재 철거, 내부기기 보양 등)만을 진행했으며 본 구조 공사는 원안위의 승인이 떨어진 뒤
에 진행했으니 절차상의 문제는 없다는 것이다. 그리고 하나로 내진보강공사 방법(설계)은 원자력
발전소에 사용하는 구조설계용 전산코드를 이용해 전문회사에서 설계했으며 시뮬레이션으로
구조건전성이 확인되었으니 사실 그것만으로도 충분하지만 추가 검증까지 한 것이 무엇이 문제냐
는 것이다.
해외의 사례를 찾아보자. 원자력 선진국인 프랑스의 연구용원자로(HFR)의 경우도 내진보강
공사를 진행한 사례가 있다고 한다. 2년간의 내진 보강 작업에 대한 설계와 검증기간을 거쳤고
3년간의 시공을 통해서 완공했다고 한다. 하지만 하나로원자로는 고작 1년도 안 되는 기간에
이 모든 공사를 마치려고 한 것이다. 물론 내진 보강 방식은 다를 수 있어 직접적인 비교에
무리는 있을 수 있겠지만 자료를 취합해 볼 때 성급하게 진행 된 것은 부인할 수 없을 것이다.
이뿐만 아니다. 내진 보강 공사 검증의 실효성 부분에도 의혹은 제기된다. 지진 발생시 진동의
방향은 상하, 좌우로 진행된다. 하지만 내진 보강 공사 검증의 영향평가는 실험체를 눕힌 후
위에서 압력을 가하는 즉, 수평적 압력측정만 시행하였다. 왜 상하 방향의 영향평가는 하지
않은 것인가? 그리고 압력측정이 지진 보강 검증실험이라 할 수 있는가?
원자력연구원은 하이브리드 트러스의 구조보강 효과를 검증하기 위한 실험은 대형 가진기가
없으니 실 크기(기둥과 기둥간의 벽체 일부 구간)의 실험체를 제작해 기준 지진 시 가해지는
최대하중을 고려했고,(동적진동을 정적하중으로 계산 적용) 벽체의 수직적인 힘은 문제가 없어
부족한 수평적 힘을 보강하기 위해 이 공법을 적용하였고 실험 결과보강 방법이 유효하고 보강한
후에는 보강 전보다 10배 이상 내력증가 효과가 있음을 확인했다고 답변했다.
이에 대해 한국항공우주연구원의 신명호 박사는(이하 신명호 박사) “일반적인 지진 및 진동실험
은 가진기를 통해서 영향평가를 한다. ‘압력평가와 지진실험은 다르다. 위의 실험은 위아래,
상하의 움직임이 없는 압력에 얼마나 견대냐를 측정한 것이기에 내진실험이라 하기 어렵다.”
라고 의견을 밝혔다. 대전대 토목공학과 허재영 교수도(이하 허재영교수) “ 이것보다 더 큰 구조물
인 댐도 내진평가를 할 때 돈이 좀 더 들어가도 실험 시설이 있는 일본에서 한다. 우리나라에
없으니할 수 없다는 말은 변명에 불과하다.”며 원자력연구원의 입장을 일축하였다.
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| 보강 전 실험체 압력 측정(건설연구인프라운영원) | 보강 후 실험체 압력 측정(건설연구인프라운영원) |
3. 보강 공사 시공상의 문제 관련
① 기존 건물의 사전 탐사 여부
- 의혹1. 건설된 지 23년이 지난 벽체의 변위를 사전 점검을 하였는가?
제보자에 의하면 당초 하나로원자로 벽면의 시공 상태가 좋지 않아 기둥과 기둥간의 벽 두께
및 기둥의 기울기, 벽면의 직진도가 100mm까지 차이가 난 곳도 있었다고 한다. 사전에 건물벽체의
철근 탐사를 하여 철근위치를 피해서 천공작업을 해야 하는데 건물 벽이 고르지 않고 철근이
설계에 맞게 배열이 되지 않아 수평, 수직을 정확하게 맞추어 천공이 불가능하였으며 공사 중
철근도 많이 절단되어 졌지만 공사는 중단되지 않고 강행했다고 밝혔다.
이에 대해 원자력연구원은 “건설 후 23년 된 건물이지만 콘크리트는 재령이 증가할수록 강도가
증가하는 특성이 있어 노후화로 인한 문제는 없다. 실제 하나로 건물의 경우 2012년 수행된
비파괴검사 결과 설계기준강도 28MPa에 비해 111~204%의 강도를 갖고 있는 것으로 확인 되었
다. 그리고 절단된 철근에 대해서는 NCR(불일치보고서)를 발행하여 안전 규제기관인 원자력안전
기술원에서 검토를 하였고 벽체의 구조적 건전성에 미치는 영향은 없다고 확인되었다.”라고 답
변하였다.
하지만 이와 같은 해명에도 아직 완전히 의혹이 해결 되지 않는다. 왜냐하면 원자력연구원은
현재 건물 벽체의 강도 실험에 대한 설명만 있고 건물의 손상여부, 뒤틀림에 대한 해명은 없기
때문이다. 그리고 사전 탐사가 제대로 이루어 졌으면 철근 절단도 어느 정도는 미연 방지 할
수 있지 않았냐는 것이다.
내진 보강공사를 진행하기 전 사전건물진단의 여부는 대단히 중요하다. 신명호 박사는 “시공
전 설계업체가 사전 탐사를 통해서 건물의 현재 파악을 해야 한다. 안 했다면 그 자체로 큰 문제이
며, 했다면 현재 하나로 벽체의 구조변형의 뒤틀림 정도가 설계 시 반영되었는지 여부를 확인해야
한다. 설계와 실제 시공이 불일치 할 경우 시공업체는 설계업체에 자료를 넘기고 다시 설계요청을
해야한다. 철근의 부분은 설계변경요소에서 중요한 부분(메이저)냐 덜 중요한 부분(마이너)인가
는 파악해 봐야 하겠지만 문제가 있을 때마다 계속 영향평가를 해야 하는 것은 맞다. 한국원자력연
구원이 이에 대한 자료를 상세하게 공개해야 한다.”고 의견을 밝혔다
② 천공 공사의 문제
- 의혹1. 1800여개의 천공 구멍을 뚫을 때 내부의 방사능이 외부로 유출 될 위험성
제보자는 “천공작업 시 하나로원자로 내외부를 차단하기 위한 특별한 조치 없이 공사를 진행했
으며 천공 작업 후 관통볼트를 설치하고 하이브리드 트러스 설치하는 과정 그리고 구멍을 메우는
동안에 계속 개방되어 있었다.” 며 이 부분이 가장 우려 되는 부분이라고 이야기 했다.
이에 원자력연구원은 현재 원자로는 정지 중이고, 운전 중에도 방사능 노출의 위험은 없다.
사고의 경우에도 몇 중의 안전장치가 되어 있어 내부라도 방사능 노출은 없다. 라며 안전하다고
강조하였다. 이것이 사실이라면 시공 당시 하나로원자로 내부와 외부의 방사능 측정 수치 자료를
공개하면 될 것이다. 어떻게 측정했으며 수치가 어떠했는지 말이다. 한국원자력연구원은 이에
대해서 특별한 응답이 없는 상황이다.
- 의혹2. 설계대로 관통볼트가 제대로 설치 되었는가?
제보자의 의견에 따르면 천공 구멍의 정중앙에 관통볼트를 넣는 것은 거의 불가능에 가까웠다고
한다. 만약 정중앙에 위치하지 않으면 지진 시 가해지는 압력의 정도가 달라 구멍을 메운 그라우
트가 더 잘 부서질 것이라는 것이다. 추후 관통볼트 틀(거푸집)을 만들어서 그 위치에 넣는
것은 해결 했지만 구멍이 맞지 않아 산소로 구멍을 더 넓힌 것도 많고 내부의 철근 등으로 인해
천공을 할 수 없는 부분은 볼트의 크기를 키워 2개씩만(원래 4개 1세트) 설치한 것도 많았다고
이야기 했다.
원자력연구원도 이 문제에 대해서는 “사실이다. 볼트를 정중앙에 위치시키고 철근을 절단 할
수는 없으니 그런 식으로 문제를 해결하였으니 다행이지 않느냐.” 는 반응이다.
이와 같이 설계가 변경된 사항에 대해서 관련 정보 공개를 요청하였으나 아직 답변이 없는 사항
이다.
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| 천공후 틀을 이용하여 관통볼트를 설치한 그림 | 틀(거푸집) 제거 후 구멍의 위치(검증 실험체 사진) |
- 의혹3. 무수축 그라우트로 메운 구멍의 진공이 되지 않는다?
사실 이 부분이 핵심이다. 제보자에 의하면 “천공의 위치에 관통볼트를 넣고 무수축 그라우트
로 구멍을 메우고 7일 뒤 양생과정이 끝나고 진공실험을 하였으나 진공이 되지 않았다. 시공부분
전체를 천공하여 빼내 보니 그라우트가 너무 쉽게 부서지거나 크랙이 많았으며, 관통볼트와 제대로
접합되지도 않았고 기존의 벽과도 붙지 않아 틈이 많았다. 이 상황을 보고하니 제조사 연구팀이
현장에 와서 직접 다른 재료를 가지고 와서 실험을 해보았지만 정도가 조금 좋아 지기는 했지만
근본적인 해결은 되지 않았다.”고 밝혔다.
이에 원자력연구원은 “200개 정도 공사를 진행하고 나서 위의 상황을 보고받았다. 무수축 그라우
트는 보편적으로 많이 사용하고 있어 문제가 없을 거라 생각했다. 하지만 재료를 교체하고 좀
더 정밀한 시공등을 통해서 완전히 해결되었다. 타설 된 무수축 그라우트도 시간이 지나면 원래의
벽체와 일체가 되기 때문에 밀폐에는 영향이 없다. 그리고 위의 사항은 설계변경 사항은 아니고
당초 그라우트 타설의 여러 방법(A,B,C)중 먼저해보고 안되면 다음 사항을 이행한 것이다.
(최초 코모덱 250 -> 세일콘 PM2사용) 공사중에 예상하지 못한 문제는 있을 수 있는
것 아닌가. 지금은 문제를 완벽하게 해결하였고 1800개 구멍을 전수조사로 진행해서. 현재 완벽하
게 진공 상태가 된 것을 확인하였으니 문제없다.” 고 이야기했다.
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| 진공시험(제보자 자료) | 진공 테스트 사진(제보자 자료) |
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| 무수축 그라우트 천공(제보자 자료) | 무수축 그라우트 크랙 및 접합 부분(제보자 자료) |
하지만 이에 대한 전문가들의 의견은 다르다. 허재영 교수는 “무수축 그라우트는 원재료와의
결합능력이 떨어진다. 수직방향으로의 그라우트 공사에는 탁월 할 수 있지만 수평적 방향으로는
밀폐되는 것이 어려울 수 있다. 볼트와의 결합에도 문제가 있지만 벽체 콘크리트와의 사이에
틈이 생길 수 있다. 벽체는 온도에 따라 팽창과 수축을 하는데, 무수축 그라우트 재료는 무수축이라
벽체와 일체가 되기도 어렵다. 벽체와 일체가 될 것이라는 원자력연구원의 입장은 너무 낙관적이
다. 위와 같은 중대한 시공에서는 최대한 보수적으로 예측해야하는 것이 옳다.” 라며 의견을 제시
하였다.
물론 그 누구도 이와 같은 상황을 바라지는 않는다. 하지만 의혹이 제기된 만큼 원자력연구원은
첫 번째 제품의 사용 결과 그라우트 타설이 잘 되지 않은 이유의 분석 자료와 두 번째 1800개를
전수조사 해서 현재 완벽하게 진공이 되었다는 결과 자료를 공개해야 할 것이다. (현재 자료
요청을 하였으나 답변이 없는 상황)
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| 제조사 연구팀의 그라우트 실험(제보자 자료) | 아크릴 관에 넣어 그라우트 실험(제보자 자료) |
- 의혹4. 관통볼트에 아연도금이 되어 있었다?
제보자는 “콘크리트나 그라우트에 접촉하는 철재류에는 절대 도금이나 페인트등이 되어 있으면
안 되는 것이 일반적인 설계기준이다. 이유는 철재류와 그라우트의 접착력을 떨어트리기 때문이
다. 하지만 본 공사현장에서는 아연 도금된 관통볼트가 반입되었다. 이에 대해 문제를 제기
했지만 어떠한 조치 없이 공사를 강행했다.” 고 밝혔다.
일반적인 설계기준조차 지키지 않은 이유가 무엇인가? 하나로는 특별하기 때문에?
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| 아연도금 처리된 관통볼트(제보자 자료) | 철골 구조 시공의 일반사항 |
원자력연구원은 지역의 기자와의 통화 가운데 모든 볼트를 아연 처리된 것으로 사용했다며 시인
했다. 하지만 해외에서도 아연 도금된 볼트를 사용한 사례와 관련 논문도 있고 가로등 같은 공사를
할 때도 사용하는 거라 별 문제는 없다는 의견이다.
3. 보강 공사의 안전 관리
① 방사성 폐기물 처리 문제
- 의혹1. 공사후 폐기물 및 기자재가 그대로 방치?
제보자 의견은 “천공 후 코어 잔재물을 원자로 내부면 에서 나온 것임에도 불구하고 적절한 방사능
처리 절차 없이 아무렇게나 방치했고, 내부에서 사용하던 자재들(비계, 합판, 패자제, 작업공구)등
도 적법한 방사능 처리 없이 밖으로 나오고 여기저기 방치해 놓았다.”고 했다. 이외의 천공구멍을
뚫기 위한 기기의 냉각수, 청소하기 위해 사용한 물등에 대한 적절한 처리가 없었다.” 고 제보하였
다. 일반적으로 하나로원자로에서 사용한 작업복, 장갑등은 중저준위방사성폐기물로 바로 처리하
는데 내부에서 시공 중에 발생한 나온 폐자재들은 왜 밖에 방치해 놓았는가?
이에 대해 원자력연구원은 “공사 중 방사선 오염이나 피폭을 없애기 위해, 공사 전에 건물 내부에
대한 제염 작업을 했으며, 외벽 안쪽 면에 대한 오염 측정을 실시해 이상이 없음을 확인했다.
그리고 천공중에 나온 콘크리트는 별도로 격리하여 일반 산업 폐기물과 다르게 보관하고 있으며,
공사완료 후 분석을 통하여 관련 절차에 따라 인허가 기관의 승인을 받고 자체 처리할 예정이다.”
라고 답변하였다.
제보자는 방치, 원자력연구원은 보관이라는 용어를 사용했는데 어떠한 것이 진실인가?
원자력안전기술원은 “하나로의 방사선관리구역에서 발생된 폐기물은 원자력안전위원회 고시 제
2014-3호(폐기물 16), “방사성폐기물 분류 및 자체처분 기준에 관한 규정”의 적용을 받는다.
현재 KAERI는 하나로는 원자로 건물의 내진보강 중 천공 시 발생된 부산물을 따로 모아 관리하고
있으며, 원자력안전위원회 고시 제2014-3호에 따라 자체처분 할 계획이다.” 라고 답변했다.
종합해보면 공사 후 원자력안전위원회에서 승인이 떨어지기 전까지는 상당한 양의 폐기물을 어
딘가에 놓아야 한다는 것인데 건물 외부에 쌓아놓은 것이 보관이고 관리인 것인가?
그리고 자체처분의 계획에 대해 기자가 물어보니 시공 중에 나온 콘크리트 잔재물은 극저준위방
사성물질이라 안전하기에 이것으로 원자력연구원안에 구조물로 만들어 전시 할 계획도 있다고
밝혔다고 하니 내진 설계 방식의 선정부터 폐기물 처리에 이르까지 이들의 참신한 아이디어와
발상을 칭찬해 마지 안 할 수가 없겠다.
원자력연구원은 실제로 시공 중에 나온 여러 방사성폐기물의 측정방법 및 결과를 반드시 공개
해야 할 것이다.
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| 내부벽체의 천공후 코어 잔재물(폐기물) | 나열해 놓은 사진(제보자 자료) |
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| 내부벽체의 공사 후 나온 각종 폐자재들을 | 쌓아놓은 사진(제보자 자료) |
이상 하나로원자로의 내진 보강 공사의 부실 의혹에 대해서 정리해보았다. 최대한 양쪽의 의견을
모두 기술하다보니 조금 양이 방대해졌다. 마지막으로 우리의 입장과 요구를 말하고 마치고자
한다.
먼저 하나로원자로의 건물은 일반 건물과는 다른 핵 시설이라는 특수성이 있어 내진의 안전성이
더욱 중요하다는 것을 전제로 지금 지적된 문제가 사실이라면 내진보강공사가 오히려 지진 발생시
하나로 원자로의 외벽에 가장 큰 위협을 주는 요인이 될 수 있는 상황임을 우려하여 제기된 의혹에
대해 명확한 해명과 모든 정보공개가 없이는 재가동을 반대한다는 입장이다.
그리고 하나로원자로의 내진보강 공사의 재차 연기사유를 명확하게 밝히고 지역에서 추천하는
전문가가 참여하여 객관적이고 신뢰 할 수 있는 제3자 검증을 실시하라!
시민들의 의견
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