1. 서론

● 일본과학위원회(SCJ)는 원자력 발전소에서 누출되는 방사능이 일본 뿐 아니라 외국 국민들에게도 큰 우려가 될 수 있음을 충분히 인지

● SCJ는 현 상황에서 우리들이 알고 있는 정보를 최대한 공유하고 향후 해결해야할 이슈에 대해 잠정적인 대처 방안을 제시

● 본 보고서 자료의 출처는 경제산업성(METI)의 원자력산업안전국(NISA)과 문부과학성(MEXT)의 원자력안전위원회(NSC) 및 도쿄전력(TEPCO) 및 국제원자력에너지기구(IAEA)

2. 발생사고

(1) 사고 배경

● 도쿄전력(TEPCO)의 후쿠시마 다이치 원자력 발전소의 6개 원자로 중 1, 2 및 3호기는 지진 당시 가동 중

● 제 4, 5 및 6호기는 정기 유지보수를 위하여 가동이 정지된 상태

● 지진 발생 직후 1, 2 및 3호기의 원자로 및 터빈은 자동으로 작동을 멈춤

● 그러나 지진 발생 약 한시간 후인 3시 41분에 쓰나미가 후쿠시마 다이치 원자력 발전소를 덮치면서 1호기에서 4호기까지의 비상 디젤 발전기가 작동을 멈추고 디젤 오일 탱크가 휩쓸려 감

● 그 결과 모든 AC 전력 상실, 배터리 전력만이 작동

● 쓰나미는 펌프 뿐 아니라, 터빈 건물도 휩쓸고 지나가면서 펌프의 작동을 불가능하게 만들었으며, 중앙 통제실은 전원이 끊기고 모든 상황 통제가 어려워짐

● 배터리 전력 마저 방전되면서 냉각 작업이 불가능. 이에 대해 정부는 3월 11일 오후 7시 03분에 원자력 비상 상황을 선포하고, 해당 시점부터 총리실, TEPCO, NISA(원자력산업안전국)에서부터만 정보가 미디어로 전달되기 시작

● (1호기)

­ 3월 12일 아침 일찍 1호기 격납 용기 내의 압력이 수소의 누출 등으로 증가

­ 오전 4시 비상 축전지 작동 중지

­ 오전 10시 17분 원자로에 균열이 발견되면서 기체 누출 시작

­ 오후 3시 36분 원자로 덮고 있는 건물 내에서 수소 폭발 발생

­ 오후 8시 20분 소방차를 동원한 해수 Pumping 시작

● (2호기)

­ 3월 13일 오전 10시 격납 용기 균열 시작

­ 3월 14일 원자로 노심 절연 냉각 시스템 기능 정지

­ 해수 Pumping에도 불구하고 핵연료가 장시간 대기 중에 노출

­ 3월 15일 오전 12시 2분 기체 누출 시작

­ 오전 6시 10분 이상 소임이 가압 용기(Pressure Suppression Chamber) 근처에서 발생, 압력 강하 (격납 용기 내 방사능 물질 누출 본격 시작, 대기 중 방사능 측정 시작 계기)

● (3호기)

­ 3월 12일 오후 1시 고압의 냉각수 투입기를 사용하여 냉각수를 투입

­ 3월 13일 오전 5시 10분 고압 냉각수 투입기가 작동 중지. 원자로 노심 절연 냉각시스템 작동 불능 상태

­ 원자로 용기 압력 급속 증가, 오전 8시 41분 경 원자로 용기에서 기체 누출 시작

­ 오후 1시 12분 해수 투입 작업 개시

­ 3월 14일 오전 11시 1분 3호기 건물 내부에서 수소 폭발 발생(폐연료 수조 내의 수온 상승으로 인한 것으로 추정, 연료봉 대기 노출에 따라 수소 발생)

● (4호기)

­ 폐연료 수조 내의 냉각 기능 상실로 수조 내의 온도가 상승하여 수위가 떨어지고 수소가 생성

­ 3월 15일 오전 6시 14분 폭발 발생, 건물 파괴

● (5호기, 6호기)

­ 지진으로 인하여 외부 전력을 상실하였으나 한 대의 디젤 발전기는 작동이 되어 비상 냉각 작업 수행

­ 3월 20일 냉각 상태로 가동 정지

­ 3월 21일, 22일 외부 전력 복구, 현재 냉각 기능이 가동 중이며 안정된 상태가 유지

(2) 후쿠시마 다이치 원자력 발전소 인근 지역의 방사능 수치 변화 및 현황

● 발전소 인근 지역 대기 중의 방사능 수치가 증가하기 시작

● 3월 15일 2호기 가압 용기(Pressure Suppression Chamber) 근처에서 발생한 이상 소음 발생 당시 동반된 방사능 물질 유출로 인하여 방사능 수치가 급격히 상승

● 3월 12일 오준 12시 30분 IAEA의 국제 원자력 사고등급(INES)에 기준하여 실시된 예비 사고 평가에서, NISA(원자력안전산업국)는 “방사능 물질 차단 및 제어에 따른 영향”에 기초하여 1~3호기는 Level 3로 평가

● 3월 12일 초저녁 1호기에 한해 Level 4로 평가

● 3월 18일 평가가 다시 실시되어 1~3호기에 대하여 Level 5로 결정

● 4월 12일에 이르러서는 1~3호기로부터의 방사능 물질 대기 유출 총량 계산에 근거하여 Level 7로 상향 조정

● NISA는 4월 12일 현재 대기 중으로 유출된 방사성 물질은 1986년 체르노빌 사고 당시 수준의 10%에 이르는 것으로 추정

(3) 방사능 물질 추정

● NISA는 원자로가 작동을 멈춘 즉시 원자로 노심 내의 방사능 물질량을 다음과 같이 추

● Iodine(요오드)-131

- 1호기: 약 130만 terabecquerel (1.3 x 10¹⁸ Bq)

- 2호기: 약 200만 terabecquerel (2.0 x 10¹⁸ Bq)

- 3호기: 약 200만 terabecquerel (2.0 x 10¹⁸ Bq)

● Cesium(세슘)-137

- 1호기: 약 130,000-370,000 terabecquerel (1.3 -3.7 x 10¹⁷ Bq)

- 2~3호기: 약 220,000-500,000 terabecquerel (2.2 -5.0 x 10¹⁷ Bq)

● 폐연료 수조 내 방사능 물질 산정은 발표되지 않았으나 슈니치 다나카 교수에 의하면 일정 시간이 지나면 Iodine-131의 량은 1~3호기의 경우 무시해도 좋을 수준이나, 4호기의 폐연료 수조에서의 방사능 물질량은 11,000 terabecquerel(1.1 x 10¹⁶ Bq) 에 이를 것으로 추정

● 1호기에서의 폐연료 수조 내 방사능 물질은 Cesium-137은 350,000 terabecquerel(3.5 x 10¹⁷ Bq), 2호기 및 3호기에서는 470,000 terabecquerel(4.7 x 10¹⁷ Bq), 그리고 4호기에서 1백만 terabecquerel(1.0 x 10¹⁸ Bq)

● 3월 11일에서 4월 5일까지 대기 중으로 방출된 방사성 물질의 량은 Iodine-131이 13,000 terabecquerel(1.3 x 10¹⁷ Bq) 그리고 Cesium-137이 6,100 terabecquerel(6.1 x 10¹⁶ Bq)로 추정

● 해양으로 방출된 방사능 물질량은 4월 21일 현재 Iodine-131이 2,800 terabecquerel(2.8 x 10¹⁵ Bq), Cesium-134가 940 terabecquerel(6.1 x 10¹⁴ Bq) 그리고 Cesium-137이 940 terabecquerel(9.4 x 10¹⁴ Bq)로서 총 4,700 terabecquerel(4.7 x 10¹⁵ Bq)

(4) 주민 대피

● 3월 11일 저녁 발전소 반경 3km 이내 지역의 주민대피 명력

● 3월 12일 대피 구역이 발전소 반경 10km까지 확대, 곧 20km까지 확대

● 3월 15일 발전소 반경 20~30km 거주 주민들은 실내에 있을 것을 지시 받음

● 약 140,000명의 주민들이 발전소 반경 30km 이내에 거주하고 있었으며 이중 20km 반경에 거주하는 주민은 87,000명에 이르는 상황

● 4월 22일 원전 반경 20km 지역을 “주의 구역(Caution Zone)”으로 선포하고 출입을 금지

● 발전소 20~30km 이내 구역은 실내 대피령이 철회되는 대신 “비상대피 준비 구역(Emergency Evacuation Preparation Zones)”으로 지정

(7) 향후 예상

● 현재 후쿠시마 다이치 원전의 원자로 및 폐연료 수조에 물을 지속적으로 투입하고 있으며, 원자로 냉각 상황은 대체적으로 안정된 상태

● 4월 17일 TEPCO는 “후쿠시마 다이치 원자력 발전소 사고 해결을 위한 로드맵”을 발표

­ 1단계: 향후 3개월 간 방사능 물질의 꾸준한 감소(Steady Degree) 달성(즉 원자로 및 폐연료 수조는 안정된 방법으로 냉각시키고 오염수는 안정적으로 보관하며, 방사능 물질이 공기나 토양으로 전이되는 것을 예방)

­ 2단계: 1단계 종료 후 3~6개월 간 방사능 물질의 획기적인 감소(Large Degree)(원자로 냉각 및 가동 정지, 폐연료봉 수조는 보다 안정적으로 냉각시키며, 전체적인 오염수는 감소하고 원자로 건물에 지붕을 덮고 소개지역 내의 주택의 오염정화 및 복구 감시)

­ 3단계(중기적): 염분으로 인한 원자로 구조재의 부식 문제를 해결하고, 폐연로 수조에서 연로봉을 제거하고, 고여있는 물에 대한 전면적인 처리, 오염된 토양의 이동성 차단을 통한 대기 및 토양의 추가 오염 방지, 그리고 주민 소개 지역의 환경 안전 등

3. 기 조치 사항

● 3월 18일 일본과학위원회(SCJ)는 사고 수습 담당 정부기관에 비상 권고안을 제시하고 정보를 제공

­ 사고 해결을 위하여 원자력 발전소 지역에 연루된 전문가의 지식을 결집할 것

­ 발전소 외부 지역에 방사능 유출 정보를 알림

­ 지진, 쓰나미 및 원자력 발전소 사고를 신속하게 처리할 동일본지진전담팀을 구성

­ 전담팀은 원자력 발전소 재해와 관련한 다음의 권고 사항 작성

(1) 원자력 발전소 사고 및 방사능 물질의 유출과 관련, 정부는 상황에 대한 깊은 이해와 적절한 조치를 통하여 국민들의 우려와 의혹에 대처하고 국제 사회의 신뢰와 이해를 얻도록 조치하여야 한다.   (2) 사고와 관련한 정보를 사회에 제공 및 설명 시, 정부는 관련 내용을 충분히 전달할 전문가 및 과학자들로 구성된 조직을 만들어야 한다.   (3) 방사능 물질의 환경 감시 및 감시를 통하여 얻은 자료의 평가와 관련, 해외전문가 및 전문 기관이 참여하는 통합 조직을 조속히 만들어 신뢰성 있는 정보를 국내외에 제공하여야 한다.   (4) 환경 감시와 관련, 지표면 오염, 대기 중의 방사능 농도, 지상 방사선율 및 주민방사선 노출 등이 발전소 사고 현장으로부터 30km 이내의 1,500여 개소에서 측정되어야 한다(각 지점은 수백 평방미터를 범위를 커버). 이를 위하여 대학 및 연구소들로 구성된 조직이 구성되어 측정이 가능한한 빨리 이루어져야 한다.   (5) 방사능 오염을 피하기 위하여 대피한 구역 내에서 주거 환경, 고용 및 어린이에 관한 교육이 제공되어야 하며 사고, 대처 행동 및 향후 전망 등에 관한 정확한 정보를 주민들에게 제공하여야 한다.   (6) 정부는 방사능 물질에 의한 곡물, 가축 등의 피해 및 TEPCO에 제기된 관련 피해에 대하여 신속히 보상을 하여야 한다. 또한 오염과 관련한 적절한 정보를 제공하고 농민 행동지침을 전달하여야 한다.   (7) 열악한 조건에서 사고 처리를 하는 현장 작업자들의 안전을 도모하여야 한다.   (8) 현재 운영 중인 원자력 발전소에 대한 전면적인 진단을 실시하여 안전을 확인한다.   (9) 방사능 폐기물 안전 처리에 대한 시스템이 수립되어야 한다.   (10) 원자력 발전소 사고 처리를 위하여 일본 내의 모든 과학자들이 동원되고 국제 협조 및 지원이 요청되어야 한다. 원자로 냉각 정지 및 원자로 해체를 통한 방사능 물질 누출을 방지하기 위한 구체적인 절차와 일정이 제시되어야 한다. 더불어 적시에 적합한 정보를 제공하기 위한 지칠줄 모르는 노력이 요구된다.   (11) 원자력 발전소 사고에 대한 구체적 대처와 관련하여, 정부, 전력회사 및 전문가들로 구성된 공동 조사팀이 구성되어 학계와 협조에 기반하여 로봇 기술을 활용한 대처를 촉진한다.

 

4. 우리가 해야할 일

● 원자력 발전소 사고 해결을 위한 조치 및 사실 전면 공개

­ 일본과학위원회(SCJ)는 정부의 노력에 전폭적인 지원을 할 것이며 나아가 사고의 전체적인 상황과 원인 규명을 위하여 노력을 할 것임

● 대피 구역 및 인근의 재건축 조치

­ 주의 구역 설정, 경보 구역 설정, 계획 평가 구역, 비상 대피 준비 구역 설정

­ 약 14만 명의 주민이 대피해야하는 가운데, 2011년 중 해당 지역에서의 쌀 경작이 금지

● 소개 지역의 안전에 대한 과학적인 연구가 실시되어야 한

­ 방사능 농도가 대기, 지표면, 얕은 지하, 깊은 지하면, 지하수 그리고 해양 등 다양한 단계에서 검증되어야 함

­ 안전이 확인된 후 원자력 발전소가 해체 후 주민들의 희망에 따라 신도시 개발 계획이 수립되어야 함

­ 주민들의 방사능 물질 노출을 통제하고, 방사능에 의한 피해를 막는 조치들이 취해져야 하고, 암 발생 위험을 낮출 수 있도록 해야할 것

● 일본 내 재건설을 위한 권고사항

­ 단순한 “복구”가 아닌 “재건”에 초점을 맞추어야할 상황

­ 이러한 관점에서 일본과학위원회(SCJ)는 일본의 재건을 연구하기 위한 2개의 위원회를 구성

☞ 피해 지역의 재건을 위한 ‘Grand Design'을 연구: 도호쿠 지역(피해지역)을 재검토하고 21세기에 적합한 새로운 모델을 창조하기 위한 목표를 논의하게 되며 재해 방지, 환경 및 산업, 토지이용, 도시 구조 및 주거 구성 등의 관점에서 활동

☞ 에너지 정책 관련 연구 목적: 원자력 발전 강화 및 개발, 일정 기간 내 원자력 발전 의존도의 경감 혹은 즉각적인 원자력 발전의 폐기 등을 포함한 과학 및 기술 기반 전망에 기초한 다양한 대안의 논의에 초점을 맞추게 되며 이는 에너지 정책에 관한 공론 형성에 기여하기 위함

5. 맺는말

● 일본과학위원회(SCJ)는 일본 정부의 복구에 적극 협력하며, 국내 뿐 아니라 전 세계 모든 국가의 학계에 지원과 협조를 당부

● 일본과학위원회(SCJ)는 본 건과 관련한 우리의 지난 조치들을 검증하여야 하며 전 세계의 학계와 함께 이러한 난제를 풀어 갈수 있도록 노력

▣ 원문제목 : Report to the Foreign Academies from Science Council of Japan on the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident

   

▣ 원문의 주요목차*******************************************************************

1. 서론

2. 발생사고

3. 기 조치 사항

4. 우리가 해야 할 일

5. 맺는말