압력 조절장치 고장인 듯…증기 외부건물 내로 배출

일본 대지진의 여파로 후쿠시마(福島) 제1원전 1호기와 3호기의 외부 건물이 붕괴된데 이어 15일 2호기에서도 폭발음이 들린 것으로 보도됐다.

교도통신은 “후쿠시마 2호기 격납용기가 손상됐다”고 전했지만 격납용기 자체가 파손됐다는 것인지 격납용기 장치가 이상이라는 것인지 아직 명확하지 않다.

일단 앞서 에다노 유키오 관방장관은 이날 오전 기자회견에서 “서프레션 풀이라는 원자로를 덮는 격납용기와 연관된 설비에 손상이 있다”고 밝힌 바 있다.

후쿠시마 제1원전은 1971년 건설된 구식 가압형경수로(PWR)다. 이같은 방식의 원전에서는 원자로 열로 발생한 수증기를 이용해 곧바로 전기 터빈을 돌리기 때문에, 원자로를 덮고 있는 격납용기 안에 수증기량이 대단히 많을 수밖에 없다.

정상적으로는 순환 방식으로 이 수증기를 빼내 압력을 조절하는데, 어떤 이유로 압력 조절이 여의치 않을 때 사용하는 것이 바로 일본 관방장관이 언급한 ‘서프레션 풀’이다. 큰 탱크 형태로, 낮은 압력 상태에서 밸브를 열면 순식간에 격납용기내 수증기를 빼내 압력을 낮출 수 있다. 발표로 미뤄 이 장치가 제대로 작동하지 않는 것으로 추정된다.

지진에 따른 전력 공급 이상으로 냉각수 공급이 끊겨 핵연료봉이 노출되고 노심용해(원자로가 녹는 현상)가 일어나는데다, 역시 같은 전력 문제로 격납용기 안의 가스 압력도 자동적으로 조절하지 못하고 있는 상태라는 얘기다.

이제 남은 방법은 터빈으로 향하는 밸브를 직접 열어 가스를 배출, 격납용기 내부의 압력을 낮추는 것이다.

이 경우 원자로와 격납용기 안에 있던 증기는 격납용기와 외부건물 사이 공간에 차게 된다. 이 증기에는 핵연료봉 피복제(지르코늄)가 산화하면서 발생한 다량의 수소가 들어있어 1, 3호기와 마찬가지로 폭발의 위험성이 커진다. 물론 이 증기에는 방사성 물질도 가스 형태로 섞여 있다.

후쿠시마 제1원전의 가압형경수로는 원자로를 싸고 있는 강철콘트리트 격납용기 밖에 육면체 모양의 외부 건물이 설치된 구조다. 일부에서는 이 외부 건물을 내부 격납용기와 구분해 ‘제2 격납용기’ 또는 ‘제2 격납고’라고 부르기도 하지만, 엄밀히 말해 방사성 물질의 차폐 효과가 크지 않기 때문에 ‘격납’이라는 단어를 사용하기에는 무리가 있다.

현재 후쿠시마 2호기의 상황이 이처럼 ‘격납용기 관련 장치’의 고장 수준이 아니라, 만약 격납용기 자체의 균열이나 파열이라면 문제는 보다 심각하다. 격납용기 안의 방사성 가스 배출을 제어할 수 없는 상태이기 때문이다.

그러나 전문가들은 두께 1ｍ 이상의 강철콘트리트 등으로 제작돼 110기압에 이르는 압력까지 견딜 수 있는 격납용기가 파열되거나 폭발했을 가능성은 매우 낮은 것으로 보고 있다.

연합뉴스