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[기자간담회] 방사성물질 최후의 방벽, 원전 격납건물 철판 부식은 왜 일어났을까?

방사성물질 최후의 방벽, 원전 격납건물 철판 부식은 왜 일어났을까?
한빛원전 1호기 재가동이 어제(5일) 승인되었다. 한울 1호기를 시작으로 원전 격납건물 철판 부식 사건이 발생한 지 1년이 다 되어 가지만 원전 사업자는 물론 규제기관인 원자력안전위원회가 원인규명조차 하지 못한 가운데 해당 원전들의 재가동 승인이 이루어지고 있다. 부식이 확인된 원전은 총 4기의 원전이다.
< 점검 결과 (CLP 공칭두께 6mm, 최소요구두께 5.4mm) >
| 원전 | 두께 감육 위치 | 감육 부위 개소 | 최소 두께 | 비고 |
| 한빛 1호기 | 226‘-6’‘ | 11개판 49개소 | 2.53mm | ·대기 노출기간 (5.5개월) |
| 218’-3‘’ | 1개판 1개소 | 2.84mm | · 이물질(목재) | |
| 한빛 2호기 | 226‘-6’‘ | 12개판 135개소 | 0mm(관통) | ·대기 노출기간 (16개월) ·돔CLP낙하사고 |
| 한울 1호기 | 43.5m | 2개판 7개소 | 2.75mm | ·대기 노출기간 (4개월) |
| 고리 3호기 (정밀점검중) | 226‘-6’‘ | 9개판 59개소 | 1.98mm | ·대기 노출기간 (7개월) ·정밀점검중 |
| 128‘ ~ 158’ | 10개판 35개소 | 5.35mm | ·정밀점검중 | |
| 118’-3’‘ | 7개판 33개소 | 2.29mm | ·대기 노출기간 (3개월) ·정밀점검중 |
간담회에서 원전 격납건물 철판의 역할과 기능 상실에 따른 안전성 우려점, 이 사건 접근 방식의 문제점, 원인규명이 되지 못한 상황의 문제점, 해외 사례와 다양한 원인 가능성, 앞으로의 과제 등을 발표했다.
국내외의 경험에서 얻어진 여러 이유들 중 현재까지 가능성이 보이는 원인들은 공정 절차에 따른 부실 시공, 설계, 환경의 영향, 노후화 결과, 재료의 결함이나 불량 등으로 볼 수 있다.
아래는 발표자료의 ‘문제제기와 과제’부분이다.
1) 접근 방식의 문제: 해외 사례가 이미 알려져 오고 있었으며 이에 따른 규제 기관의 안전성 점검에 대한 기술적 검토가 이미 있었다면 최소한 이러한 현상에 대한 발견의 시기는 앞당길 수 있었을 것으로 판단되며, 이러한 사건이 발생한 초기에 제대로 된 대안을 제시할 수 있었다. 또한, 사업자는 기술적으로 설계 기준 조건에서, 라이너 플레이트는 상당한 변형을 겪을 수 있다는 것은 주지의 사실이다. 사고 및 환경 부하에 대한 안전의 설계 마진을 감소시킬 수 있음을 알고 있었으면서 이러한 사건이 발생한 초기부터 크레인 무너짐이나 해풍방향 부식과 같은 초급적인 국제적으로 초유의 상황이라 할지라도 격납건물 전체 안전성 측면에서의 고찰을 성실하게 수행하였어야 한다. 따라서 이러한 기술적 시행착오는 국가원자력 안전에 대한 정책 의지의 문제점과 함께 기술적 수행 능력에 대한 의구심을 가지게 한다.
2) 종합누설률 시험의 실효성: 원자력발전소의 안전성을 보장하는 다중 방벽의 최후의 보루인 격납건물시스템은 안전등급 구조물인 원자로 건물에 설치되는 안전등급 기자재로서 수명기간 이전에 성능을 상실한 기간이 있었음은 점검의 부실과 동시에 원전 안전성에 허점을 노출한 것이다.
격납건물의 종합 누설 검사를 수행하기 이전에 육안검사를 통하여 격납검물 라이너의 건전성을 평가하는 절차상의 무용성이 입증되었다고 의심할 수 있으며, 더욱 2000년대 초반 기존 5년에 1회 시행하던 격납건물 종합누설율시험(ILRT)을 확률론적 평가방법을 적용하여 10년에 1회로 주기 연장한 상황에서 시험주기의 연장을 통하여 격납건물에 주는 스트레스를 감소시키는 목적의 검사주기 완화가 이에 상응하는 검사의 강화와 이어지지 않고 단순히 계획예방점검 기간의 단축을 통한 경제 논리로 이어진 결과로 나타났다. 이는 현재 폭넓게 시도되고 있는 확률론적 규제 접근 방법들에 대한 주의가 필요함을 반증한다.
또한 그간 부식이 발생한 원전에 대한 격납건물 종합누설율 시험이 다수 수행되었으나 어떠한 이상이 관측되지 않았음은 그 수행 방법과 결과에 대한 검토가 필요함을 시사한다. 현행 규제에서 요구하는 24시간의 본 실험과 부속 시험을 통하여 확인하는 격납건물종합누설율시험이 라이너 플레이트의 부식 및 관통 조건에서 어떠한 차이점이 발견되지 아니함은 시험방법 또는 조건의 부적절함을 의미하거나 라이너 플레이트의 무용성을 방증하지만 후자의 경우 국제적으로 널리 적용되는 설계 개념에서 적용되기는 힘들다. 그런데 재가동 승인의 요건으로 종합누설률 시험 통과를 전제한 것은 논리적으로 맞지 않다.
3) 원인규명 노력 소홀하고 단기 대책 부재: 설계 기준 이내의 원전 사고 시 격납건물 내부의 압력 상승에 따른 방사능의 누출을 차단하기 위한 역할을 수행하는 라이너 플레이트의 기능 상실이 한빛 2호기에서 발견된지 10개월이 되었으나 언제부터 관통이 발생하여 불완전상태로 있었는지에 대한 결과가 제시되지 않고 있으며, 이로 인한 안전성 저하에 대한 정량적인 결과 제시가 없으며 향후 가동중검사시 초음파검사(UT)를 이용한 CLP 두께측정 강화를 제외한 어떤 기술적인 노력이 없다. 이는 해외 사례와 같은 명확한 원인이 파악된 경우에 적용될 수 있는 것으로 다양한 해외 사례 및 가능성을 감안할 경우 또 다른 부식-보수의 반복으로 이어질 것이다.
4) 원전 노후화에 따른 진단과 평가방법 필요: 격납건물 철판 부식이 콘크리트 노화의 자연스러운 과정으로 볼 수도 있다. 철판은 탄소강 재질인데 탄소강은 풍화로 인해 두께가 얇아진다. 10% 여유를 두어 6mm 두께로 시공되는데 육안 관찰로 두께 감육을 확인한다. 강염기인 콘크리트와 밀착된 철판 뒷면(배면)은 원칙적으로 부식이 일어날 수 없는데 공간이 생기게(재료분리발생) 되면 그때부터 부식이 시작되는 것이다. 관통은 오랜 기간 부식을 의미한다.
시공 당시의 염분과 물이 투입되었다고 하더라도 콘크리트가 굳는 과정에서 가수반응(물을 흡수함)이 진행된다. 지속적으로 열려있는 공간으로부터 부식시킬 수 있는 수분 등이 공급되어야만 부식이 진행되는 것이다. 재료 분리 현상은 노후시설물에 의한 것으로 보인다. 노후원전에 대한 정확한 진단과 평가방법이 만들어져야 한다.
5) 재료의 결함 가능성 확인 필요 : 프랑스에서는 탄소강에서 탄소 함량이 높은 철판이 배관 재료로 공급되면서 문제가 되어 해당 원전을 가동 중지하고 교체하고 있다. 탄소함량이 높으면 연신율이 떨어지고 쉽게 깨진다. 재료의 이상 여부에 대해서도 확인되어야 한다.
67회 원자력안전위원회 안건자료 중에 ‘부식 감육이 아닌 최소요구두께 미달 부위에 대한 정밀분석 필요’라는 항목이 있으며 고리 3호기 35개소 5.35mm에 부식 원인을 추정하지 못하고 있다. 이는 철판 시공 당시에 최소요구 두께인 5.4mm를 만족하지 못하는 불량 철판이 공급되었을 가능성도 보여주고 있다. 운영허가 전에 가동 전 검사가 부실하게 진행되었을 가능성도 있다.
6) 새로운 접근 방식 필요: 정부의 대책이 검사와 결함에 대한 조치 및 건설원전 관리규제 강화 만 제시할 뿐 국외사례와 비교하여 초유의 상황임을 강조할 뿐 국외에서 확인되지 않은 격납건물의 안전성 관련 기술 항목에 대한 어떠한 추가적인 연구가 없다. 이미 일례로 2003년 미국 국립연구소(Sandia National Laboratory)에서는 1/4 규모 격납건물 실험을 통하여 극한조건에서의 격납건물의 폭파와 가압중인 격납건물에서의 비대칭적 팽창과 이에 따른 국부적인 격납건물 라이너플레이트의 이상 변형 등을 실험하여 보고하였다. 국내 원전의 경우 동일 설계의 원전도 시공과정 등의 영향으로 다른 구조물의 특성을 가질 수 있음에 따라 이에 관한 연구가 필요하다. 따라서 격납건물 누설률 시험 주기 연장의 배경으로 제안하였던 격납건물 스트레스를 입증할 수 있는 국외 연구와 같은 기술적 가능성에 대한 노력이 필요하다.
7) 원인규명 노력 필요: 국내외의 경험에서 얻어진 여러 이유들 중 공정 절차에 따른 부실 시공, 설계, 환경의 영향, 노후화 결과, 재료의 결함이나 불량 등의 원인을 포함한 폭넓은 기술 근거에 대한 검토와 확인이 있어야하고 그 결과가 공개되어야 한다.
또한, 현재로써는 종합 누설률 시험방법, 검사 주기 및 방법 등을 바꾸는 방법 외에는 뚜렷한 대안이 없으므로 향후 유사한 사건의 예방을 위해서라도 원인 규명을 하는 것이 중요하다.
결론적으로 원전격납건물 철판(CLP)은 원전 사고 시 방사성물질을 격리하는 최후 보루의 역할을 하고 있으므로 안전성을 확보하기 위한 근본적인 대책이 필요하다.
최소한의 대책은 다음과 같다.
원전 격납건물 철판(CLP) 검사 방법과 지침에 대해 종합적인 점검이 필요하다
원인 분석을 위해 부실 시공, 설계, 환경의 영향, 노후화 결과, 재료의 결함이나 불량 등의 원인을 포함한 폭넓은 기술 근거에 대한 검토와 조사, 분석이 있어야 한다.
규제의 일관성을 가지고, 원인 규명을 하지 못하면 재가동 승인 보류해야 한다.
첨부자료: 원전 격납건물 철판 부식 현황 문제점과 과제



















미세먼지 감축 조치를 폄하하는 언론 방송[/caption]
이런 분위기 때문인지 환경부나 지방 정부 역시 평상시 미세먼지 발생량을 줄이기 위한 노력을 하지 않는 것은 아니겠지만, 오염도가 높은 날의 대책 발굴에 더 많은 신경을 쓴다. 얼마 전에 중단한 서울시 대중교통 무료 정책이 대표적이며, 차량 2부제나 공기청정기와 마스크 공급 등과 같이 미세먼지 오염 개선과는 거리가 먼 낭비성 단기 대책들을 적극적으로 추진한다.
고농도 오염도 감소를 위한 단기 대책[/caption]
이번에 서울시가 실시한 대중교통 무료 정책과 중앙 정부에 법적 강제를 요구한 차량 2부제도 이에 해당한다. 마스크를 착용하도록 홍보하거나, 밖으로 외출하지 않게 주의를 준다던가, 공기청정기를 공급하는 등의 대응도 ‘실제 효과가 없고 부작용만 있는’ 것을 논외로 한다면, 고농도 오염에 대한 단기 대책으로 분류할 수 있다.
반면에 평상시 오염도를 줄이기 위한 대책은 장기적인 건강 영향을 줄이려고 하는 것이다. 연료 사용량을 줄이거나, 미세먼지 발생량이 적은 연료로 교체하거나, 노후 시설이나 장비들을 교체 또는 폐쇄하거나, 집진장치 등을 통해서 대기 중으로 오염물질이 배출되는 것을 억제하는 방법 등이 이에 해당한다. 평상시 미세먼지 발생량을 줄여서 전체적인 평균 오염도를 해마다 조금씩 낮춰 나가려는 것이다
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평균 오염도를 감소시키는 장기 대책 방식[/caption]
세계보건기구의 가이드라인, 연평균 20㎍/m3 감소시키면 사망률 6% 감소[/caption]
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세계보건기구의 가이드라인, 일평균 50㎍/m3 감소시키면 사망률 2.5% 감소[/caption]
이런 큰 차이가 나는 이유는 미세먼지 오염에 장기적으로 노출되는 것이 단기적인 노출보다 건강에 미치는 영향이 훨씬 큰 것으로 역학 연구 결과들이 말해주고 있기 때문이다. 학술적으로 굳이 따지지 않더라도, 상식적으로 생각해봐도 합리적인 결과라고 이해되는 결과다.
세계보건기구의 가이드라인 설정 근거를 토대로 미세먼지의 단기와 장기 대책의 효과를 비교해 보자. 위의 서울시 한 해의 미세먼지 오염도 분포를 보면 미세먼지 연평균 농도가 44㎍/m3이고, 100㎍/m3을 초과하는 날은 1년 동안 7일이었다.
강제 차량 2부제든 그 어떤 단기 대책으로도 150㎍/m3인 날의 오염도를 100㎍/m3으로 50㎍/m3 낮추는 것은 극도로 힘들어서 사실상 거의 불가능하다. 그렇지만 어떤 단기적 대책의 효과가 엄청나서 그럴 수 있다고 가정해 보자. 일평균 농도가 100㎍/m3을 초과했지만 150㎍/m3에는 미치지 않았던 날도 모두 50㎍/m3을 감축하는 것으로 해서 단기 효과를 최대치로 산출해 보면, 그 효과는 총 0.175가 된다.
같은 방식으로 장기 대책으로 인한 효과를 산출해 보면, 연평균 오염도를 단 1㎍/m3만 개선해도 그 효과는 앞에서의 단기 대책 효과에 비해 6배 이상 높다. 장기적인 효과는 365일 나타나는 것이고, 동일 오염도 수치 감소에 대한 사망률 감소 효과가 단기 영향에 비해 6배나 높기 때문에 이런 결과가 산출되는 것이다. 단기 대책 효과를 극대화해서 가정한 것을 감안하면 실제로는 10배 이상의 효과가 있을 것이다.
편의상 PM10으로 설명했지만, PM2.5로 계산해도 결과는 동일하다.
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장기 대책과 단기 대책 효과 비교[/caption]
단 1㎍/m3만 감소시켜도 이런 효과가 나타나기 때문에, 지금 현재의 미세먼지 평균 오염도를 선진국 도시 수준으로 만들기 위한 20㎍/m3 저감까지는 몰라도 그 절반인 10㎍/m3 정도만 낮춰도 그 효과는 단기 대책에 의한 것보다 무려 100배가 된다는 뜻이다. 따라서 우리의 선택은 너무나 분명하다.
또한 평균 오염도가 감소하면 고농도 오염 발생일도 줄어드는 것은 너무나 명백한 자연 현상이고, 실제 우리나라 도시 오염도 결과도 그런 사실을 보여주고 있다. 아래 그림은 연평균 오염도에 따라 100㎍/m3 이상인 날과 150㎍/m3이상인 날의 발생 빈도를 나타낸 것인데, 연평균 오염도가 낮아지면 고농도 오염인 날도 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
따라서 연평균 오염도를 낮추는 것은 장기적인 건강영향을 줄이면서 동시에 단기적인 건강영향도 줄이는 일거 양득의 방법이 된다.
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연평균 오염도와 100㎍/m3 이상인 날의 상관관계 (서울시 2006-2016)[/caption]
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사진 KBS 캡처[/caption]
시민들의 의견
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