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2011-03-18 01:19:50
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발전소가 멈추면 핵분열도 중단됩니다.
원자력 발전의 원리가 중성자를 불안정한 방사능 원소에 부딪히게 해서 핵분열을 유도하는 건데요, 원전에는 중성자 흡수를 위한 제어봉이라는 안전장치가 있어서 위급상황에는 자동적으로 이것을 삽입해 핵분열을 유도하는 중성자들을 흡수하도록 되어있습니다.
그러므로 "냉각수를 다쓴 핵 연료봉의 핵분열은 지속 되기 때문에"라는 부분은 옳은 말이 아니구요,
그럼 후쿠시마 원전은 왜 이모양 이꼴인지 그 이유는 아래를 보면 나옵니다.
Q : 지진 직후 원자로가 자동으로 정지해서 핵분열 반응이 멈추는 것으로 알고 있는데 왜 노심이 녹는 (Melt down) 사태를 우려해야 하는가 ?
A : 원자로는 사고 직후 자동으로 제어봉등에 의해 운행이 중지되게 되어 있다. 하지만 핵분열 반응의 결과로 생성되는 방사선 붕괴 (Raioactive decay) 는 붕괴열 (Decay heat) 를 생성한다. 이 붕괴열은 알파, 베타, 감마 선등의 방사선이 원자의 열에너지로 변환되면서 발생한다. 이 방사선 붕괴열이 충분한 수치로 낮아지려면 몇일 정도 시간이 필요한데 원자로를 중지시키는 순간 냉각 시스템도 멈추는 것이기 때문에 별도의 냉각 시스템이 필요하다.
(원자로를 가동 중단 (Shutdown) 시킨후 붕괴열 (Decay heat) 의 변화 수일에서 10일 정도 지나면 붕괴열은 충분히 감소하게 된다.)
Q : 그렇다면 왜 붕괴열을 제거하기 위한 비상 시스템이 가동되지 못했나 ?
A : 본래 원자로에는 이와 같은 비상 상황에서 연료봉과 반응로 코어를 냉각시키기 위한 별도의 냉각 장치를 가지고 있다. ECCS (emergency Core Cooling System) 가 그것인데 그 구성은 원자로의 타입에 따라 다르지만 일단 작동이 멈춘 원자로의 반응로에 냉각수를 계속 공급해서 지나친 붕괴열로 인해 노심 (Reactor Core) 이 녹는 것을 방지한다.
이번 후쿠시마 1 원전 사고의 경우 사실 지진 직후에는 ECCS 가 정상 작동했다. 그러나 대략 1시간후 쓰나미 피해를 입은 뒤엔 ECCS 를 작동시킬 전원이 나가는 사태가 발생했다. 지진으로 전력망이 붕괴되어 다른 발전소에서 전기를 끌어 올 수도 없었고 디젤 엔진도 작동을 멈추는 바람에 비상 배터리 및 응급 전력 생산 차량을 동원해서 2, 3호기의 경우 ECCS 를 잠시 가동시킬 수 있었지만 1호기는 아예 그것이 11일 부터 잘 안되는 상황이었다.
여기에다 아마도 지진으로 인해 시스템 자체가 손상을 입은 것으로 추정된다. 현재 1호기와 3호기는 ECCS 가 완전히 작동을 안하는 상태이며 2호기의 경우 불충분하긴 해도 14일까지는 버텼지만 이후로는 작동하지 못했고 현재 원전 2호기는 매우 불안한 상태다.
본래 원전은 강력한 지진에도 내진 설계가 잘 되어 있지만 진도 9.0 의 강진이 바로 옆에서 발생할 경우 역시 인간의 힘으로 만능이 없다는 것을 보여준 사례였다.
[출처] 후쿠시마 원전 사고 Q & A (3월 16일) |작성자 고든