문광주 기자
eco@ecomedia.co.kr | 2023-07-03 08:01:20
예측 가능한 오염 “후쿠시마 오염수 방사성 핵종은 어떻게 퍼질까”
논란의 여지가 있는 삼중수소 방출에 대한 첫 번째 테스트가 시작됐다.
때가 왔다. 후쿠시마에서는 손상된 후쿠시마 다이이치 원자력 발전소에서 여전히 삼중수소로 오염된 냉각수를 방출하는 첫 번째 테스트가 시작됐다. 삼중수소를 함유한 약 125만t의 물을 희석해 터널을 통해 바다로 약 1㎞ 흘려보낼 계획이다. 시작은 몇 주 안에 시작될 수 있다. 어부들과 환경단체들이 항의하는 동안 Tepco 운영사는 배출된 삼중수소가 태평양의 천연 삼중수소 함량을 거의 변화시키지 않을 것이라고 강조한다. 중국의 연구원들은 태평양에 있는 후쿠시마의 오염된 폐수에서 삼중수소 및 기타 방사성 핵종이 어떻게 퍼질 것인지 결정했다. 머지않아 발전소 부지에 저장된 물이 바다로 방류되기 때문이다. 시뮬레이션에 따르면 오염은 주로 동쪽으로 퍼지고 약 3년 후에 미국 해안에 도달할 것이다. 그곳의 농도는 많은 아시아 해안보다 더 높을 수 있다.
일본 후쿠시마 원자력 발전소에서 심각한 원전 사고가 발생한 지 10년이 지났지만, 원자로의 상황은 여전히 위급하다. 멜트다운을 제어하기 위해서는 여전히 냉각되어야 한다. 원자로 용기와 계통이 빡빡하지 않기 때문에 방사성 냉각수가 끊임없이 흘러나와 탱크에 펌프로 저장된다. 이 오염된 물의 120만 톤 이상이 이미 현장에 저장되어 있으며 매일 약 170톤이 추가된다. 따라서 운영 회사인 Tepco는 일본 정부에 이 물이 정화된 후 바다로 배출될 수 있도록 신청했다. 이를 위해서는 먼저 수조의 물을 40배 희석한 다음 점차 바다로 끌어들여야 한다.
문제는 특별한 세척 과정에도 불구하고 방사성 원소인 삼중수소를 물에서 제거할 수 없다는 것이다. 이 방사성 핵종은 고용량에서만 유해한 것으로 간주돼 국제 원자력 기구(IAEA)에서 배출을 무해한 것으로 분류한 것은 사실이다. 그러나 모든 사람이 그렇게 보는 것은 아니다. 연구원들은 후쿠시마 폐수의 삼중수소 수준이 리터당 약 백만 베크렐이 될 수 있다고 추정한다.
또한 스트론튬, 세슘, 요오드, 코발트를 비롯한 60개 이상의 방사성 핵종의 잔류물이 Tepco가 인정하는 것보다 더 많은 양으로 정제수에 남아 있다는 증거가 있다. 그런데도 배출은 2021년 8월에 이미 승인됐다. 이것이 태평양 지역에 의미하는 바와 후쿠시마의 방사성 핵종이 어떻게 확산될 것인지 최근 두 가지 모델을 사용해 Shenzhen의 Tsinghua University의 Yi Liu와 그의 동료들이 조사했다. 하나는 거시적 수준의 전파를 나타내고 다른 하나는 개별 입자의 경로를 따른다.
2011년 3월 지진과 쓰나미로 인해 일본 후쿠시마 다이이치 원자력 발전소에서 심각한 원자력 사고가 발생했다. 그 이후로 손상된 원자로를 냉각해야 했으며 수많은 누출로 인해 매일 약 150톤의 방사성 냉각수가 생성됐다. 현재 120만 톤 이상이 발전소 부지에 있는 수천 개의 탱크에 저장돼 있다. 물에는 방사성 스트론튬, 세슘, 요오드 및 코발트를 포함하여 다양한 양의 61가지 방사성 핵종이 포함돼 있다.
몇 년 전 발전소 운영자인 Tepco는 이 물을 정화하기 위해 이른바 "고급 액체 처리 시스템(ALPS: Advanced Liquid Processing System)"이라는 특수 처리 시스템을 설치했다. 운영자에 따르면 이것은 방사성 삼중수소를 제외한 모든 방사성 핵종을 물에서 제거한다. 그러나 2019년에 유출된 문서에 따르면 ALPS 시스템은 Tepco가 주장한 것보다 성능이 좋지 않았다. 삼중수소 외에 다른 방사성 핵종도 계속 포함될 것이다. 그런데도 2021년 일본 정부는 어업인과 환경단체, 주변국들의 항의에도 불구하고 정화된 냉각수를 2023년부터 바다에 희석해 방류하는 계획을 승인했다. 배출을 위해 펌프와 터널 시스템이 구축되었으며, 배출은 해안에서 약 1km 떨어진 탁 트인 바다에서 끝난다.
방출을 위한 테스트가 시작됐다.
이제 시작이 임박했다. 6월 19일, 후쿠시마의 펌핑 시스템에 대한 첫 번째 테스트가 처음에는 깨끗한 물로 시작되었다. Tepco에 따르면 이러한 테스트는 7월 초 일본 원자력청의 일련의 공식 검토 전에 2주 동안 지속될 것이다. 이러한 테스트가 계획대로 진행되면 삼중수소의 태평양 방류가 시작될 수 있다. 그러나 이것이 바다와 해양 환경에 의미하는 바는 무엇일까? 방사능 오염은 얼마나 높을까? 국제원자력기구(IAEA)에 따르면 태평양으로 방출된 방사성 삼중수소의 양은 매우 빠르게 희석되고 삼중수소는 모든 바닷물에 자연적으로 소량 포함되어 있기 때문에 무해하다. 2023년 초 IAEA 테스트에 따르면 정제수 내 삼중수소 이외의 방사성 핵종 농도는 법적 허용치보다 훨씬 낮다.
그러나 모든 비평가가 이것을 확신하는 것은 아니다. 하와이 대학의 해양학자 로버트 리치몬드(Robert Richmond)는 "처리되고 오염된 냉각수를 태평양으로 방류하려는 일본의 계획은 시기상조이고 잘못된 조언"이라고 말했다. Tepco가 제시한 방사능 환경 영향 평가는 부적절하고 불완전하며 모니터링 계획에도 동일하게 적용된다. 예를 들어, 오작동이 발생할 경우 해양 환경을 보호하기 위한 예방 조치가 취해지지 않았다. 일본과 한국의 어민들도 계획된 후쿠시마 냉각수 방류에 대해 계속해서 항의하고 있다. 그들은 생계가 위협받는 것을 보고 있다. 애들레이드 대학교의 방사선 연구원 토니 후커(Tony Hooker)도 이 계획에 비판적이다. 연구원은 "이 배출이 과학 및 규제 요구 사항을 충족하더라도 해양이 이미 오염된 상황에서 바다를 매립지로 계속 사용할 수 있는지는 여전히 의문이다"고 말했다.
시뮬레이션 결과 바다에 있는 삼중수소는 동쪽으로 직진
호주 Curtin 대학의 물리학자 Nigel Marks는 삼중수소 배출량이 바다에 미치는 영향을 구체적으로 설명한다. 그의 견해로는 여분의 삼중수소는 아무런 차이가 없을 것이다. 다른 연구자들은 도입된 삼중수소에서 나오는 방사능의 80%가 손실되는 데 약 30년이 걸릴 것이라고 추정한다. 2021년에 과학자들은 모델 시뮬레이션을 사용하여 후쿠시마에 도입된 삼중수소가 태평양에 어떻게 퍼질지 연구했다. 이에 따르면 대부분 삼중수소는 적도 태평양을 가로질러 동쪽으로 퍼질 것이다. 3년 후에는 미국 서부 해안에도 도달할 수 있다. 아마도 일본과 중국 해안보다 더 높은 농도일 수도 있다. 방출 시작 후 처음 120일 동안 방사성 핵종은 위도 30도, 경도 40도에 걸쳐 빠르게 퍼졌다. 그들은 북쪽과 남쪽보다 동쪽으로 더 많이 움직인다. 그 이유는 연구원들이 보고한 바와 같이 북쪽으로 흐르는 쿠로시오 해류와 남쪽으로 흐르는 오야시오 해류가 만나는 지점 근처 후쿠시마의 위치 때문이다. 따라서 대부분 오염은 일본과 아시아 해안을 따라 북쪽과 남쪽으로 퍼지는 것이 아니라 동쪽으로 흘러가고 있다고 Liu와 그의 동료들은 설명했다. 그 결과 태평양을 가로질러 북위 35도선을 따라 더 고도로 집중된 오염 띠가 형성되고 있다.
1,200일(약 3년) 후 후쿠시마에서 오염된 물이 태평양을 건너 미국 서부 해안에 도달했다. 그곳에서 캘리포니아 샌디에고와 같은 도시 해안의 방사성 핵종의 농도는 일본 해안의 미야자키시 또는 중국 상하이보다 훨씬 높은 값에 도달한다. 연구원들은 "이 현상은 일본 앞바다의 강한 해류에 근거한다"고 말했다. 오염된 물은 적도 지역에 도달하자마자 적도 해류와 함께 태평양의 남쪽 절반으로 씻겨 들어간다. 6년 반 동안 인도양과 호주에도 도달했다. 잠시 후, 후쿠시마 방류로 인한 삼중수소와 나머지 핵종들은 태평양 전역으로 퍼질 것이다. 연구진은 시뮬레이션을 사용하여 태평양과 주변 해안의 여러 지역에서 방사성 삼중수소 및 기타 핵종의 수준이 얼마나 높을지 정확히 추정할 수 없다. 그러나 그들의 모델은 미래의 정량적 계산을 위한 기초로 중요하다고 Liu와 그의 동료들은 설명했다. (문광주)
참고:
Science Media Centre New Zealand
IAEA
National Science Review, 2021, doi: 10.1093 / nsr / nwab209)
Science China Press
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