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대지진, 쓰나미 그리고 후쿠시마 원전
2011.03.11 14:46, 일본 센다이 동쪽 130KM, 지하 24.4KM에서 진도 9.0의 강한 지진이 났다고 합니다. 건물이 무너진건 별로 없지만 10M에 달하는 쓰나미가 해안가를 덮쳐서 피해가 크다고 하네요. 이로인해 (아직까진 예측입니다만) 지구 자전축이 10CM 틀어지고 자전속도도 16/1000000 초 빨라지고, 일본 본토가 2.4M 한반도쪽으로 이동했을 수 있다고 하네요.
NOAA의 3.11 쓰나미 지도. 왼쪽 위 검은 부분이 지진 발생지점
근데 근처에 있던 후쿠시마 원자력 발전소(원전) 1호기와 3호기에서 방사능 유출이 우려된다고 합니다. 지진나면 늘 있는거겠거니 해서 넘어갔었습니다만, 상황을 보니 조금 심각하네요. 지진으로 인한 건물 붕괴보다, 쓰나미로 인한 피해보다 방사능 누출로 인한 피해가 더 클겁니다.
일단 일본의 원전은 진동이 감지되면 멈추도록 설계되어있습니다. 아주 작은 균열이라도 생기면 방사능이 누출되기 때문에 위험하기 때문이죠. 하지만 바로 멈출 수 있는게 아닙니다. 발전 설비만 멈추고, 핵 연료봉은 그대로 남겨둡니다. 발전을 시작한 핵 연료봉은 중간에 뺄 수 없습니다. 제어봉을 삽입해 진행중인 핵분열을 다 끝내고, 식힌 후에 꺼내야 합니다. 제어봉을 넣으면 새로운 핵분열은 발생하지 않지만, 식히는데 시간이 걸립니다.
노심 (Core, 연료봉을 담는 그릇) 안에서는 계속 핵분열을 하고 있고 많은 열이 발생하기 때문에 냉각수(정제된 바닷물)을 공급해 계속 식혀줘야 합니다. 반드시! 식혀줘야 하기 때문에 냉각수 공급 장치가 이중 삼중으로 되어있습니다. 원자력 발전소에서 큰 사고중 하나가 LOCA(Loss of Coolant Accident, 냉각재상실사고, 노심으로 가는 냉각제가 손실되는 사고)입니다. 원전 설계의 좋고 나쁨은 비상시 이를 얼마나 효과적으로 대처할 수 있는지에 달려 있습니다.
그런데... 후쿠시마 원전의 그 안전장치[들]이 전부 제대로 작동하지 않나보네요.
후쿠시마 원전 위성사진 (2011.04.24 구글맵)
- 평시에 작동하는 냉각수순환펌프에, 비상시 전원을 공급 해줄 디젤 발전기가 전부 가동을 멈췄고, (쓰나미때문이라고는 하지만, 그래도 어떻게 전부 멈추는 일이 있을 까요?) 비상 배터리도 다 썼으며,
- 격리냉각시스템(RCIC, Reactor Core Isolation Cooling, 원자로 자체 설비만으로 노심을 냉각시키는 장치)가 멈췄고 (이게 어떻게 멈추죠?)
- 비상시에 작동하는 비상노심냉각계통(ECCS, Emergency Core Cooling System)이 멈췄다고 합니다. (노 코멘트)
1. 후쿠시마 원전은 원자로에서 직접 물을 끓이고 이 증기를 빼어 터빈으로 가도록 되어있습니다. 물이 공급되지 않으면 점점 양이 줄어들고, 노심의 온도가 점점 올라갑니다.
2. 냉각수가 줄어서 냉각수에 잠겨있던 노심이 노출되면 노심을 코팅하고 있던 지르코늄(Zr, 원자번호 40, 부식에 매우 강하다)이 촉매가 되어 수증기를 분해해 수소와 산소를 발생시킵니다. 그리고 수소는 높은 열을 받으면 폭발합니다. 이 폭발로 원자로 외벽이 날아갑니다.
3. 노심의 온도가 1405K를 넘으면 우라늄이 녹기 시작합니다. 연료봉을 감싸는 지르코늄은 2128K에서 녹기 시작합니다. 노심이 녹는걸 노심융용(爐心鎔融, Meltdown)이라고 합니다. 이렇게 되면 방사능 물질을 가장 많이 가지고 있는 우라늄과 플루토늄이 외부로 흘러나옵니다. 그리고 그게 어떻게 될지 모르는거죠. 이때부터는 인간의 기술로 제어가 힘들어집니다. 노심 폭발. 그게 체르노빌 원전사고였습니다.
- 이미 어느정도의 방사능 누출이 있다고 합니다. 폭발을 막기 위해 방사성 물질이 담긴 노심 안의 수증기를 그냥 공기 중으로 흘려보냈고 (이 수증기에는 방사성 물질인 세슘137과 요오드131, 질소 16이 있습니다. 이중 문제가되는건 세슘137입니다. 공기중에 쉽게 흩날리고 방사능이 30년 정도 지속되니까요) 원자로를 포기하고 해수를 집어넣었다고 하네요. (원자로에 해수가 유입되면 더이상 못씁니다) ㅎㅁ 폭발만큼은 막아야 한다는 급박한 심정이 느껴지네요.
- [원자력발전]계의 충격이 크겠네요. 원자력 발전소 어떻게 믿남요. 지진 다발지역에 원전 만든 X들이 문제인감요.
- 2011.05.17 추가: 문제 많네요. 지진나고 16시간만에 1호기의 연료봉이 녹는 노심융용이 완료되었다네요. 일본은 몰랐다고 하지만, 정말 몰랐을까요? 일본에 대해 실망입니다.
구글맵 2014.05.03 위성사진. 주변의 숲이 깍이고 저장 탱크가 들어선것을 볼 수 있다.
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