부지 선정부터 운영까지 단계별 안전성 고려
가장 친환경적이고 안전하게 건설, 선입관 버려야
최근 잇따른 원전 고장사고로 인해 원전 안전성에 대한 우려가 높아지고 있다. 그러나 우리나라 실정에서 안정적인 전력수급과 경제성, 기후변화 등을 고려할 때 원자력 발전보다 더 현실적인 대안은 아직 없다. 바로 이때문에 원전에 대해 선입관과 막연하고 추상적인 인식을 벗어나 보다 정확한 사실 이해가 요구된다 하겠다.
국내에 건설되고 있는 원전은 5중 방호벽 암반 위에 건설되고 있다. 이처럼 까다로운 원전건설의 `기반조건’은 지진의 피해를 최소화하며 비상사태시 원자로 정지·냉각 등으로 방사능이 외부로 새나가는 것을 막기 위해 반드시 준수되고 있다. 원전건설에서 안전성을 최우선으로 하고 있는 것이다.
원전은 사람들이 막연히 생각하는 것처럼 `위험한 것’이 아니라 가장 친환경적이고 안전하게 건설되고 있다. 더욱이 저렴하며 국내 생산 유발이 가장 큰 경제성장의 원동력이다. 원전에 대한 정확한 이해를 돕기 위해 현재 건설 중인 신울진 원전의 안전성에 대해 짚어본다. 편집자 주
우리나라 원자력 발전소의 5중 방호벽은 러시아의 전통 인형 `마트로시카’처럼 핵연료를 각기 다른 재료로 겹겹이 보호함으로써 방사성 물질이 바깥으로 나가는 것을 막아 준다. 특히 지진 피해를 적게 하기 위해 암반 위에 건설 중인 원전은 커다란 바위를 뚫고, 그 위에 또 다시 두꺼운 철근과 콘크리트로 어느 건물보다 튼튼하게 건설되고 있다.
암반위에 원전을 건설하면 흙에 지어진 건물에 비해 지진의 진동을 절반 가까이 적게 받는다. 원자력 발전소는 원자폭탄과 달리 폭발 위험이 없다. 고장을 일으킨다고 해도 방사능이 바깥으로 샐 위험은 낮다. 하지만 이런 사실에도 불구하고 여전히 많은 사람이 원자력 발전소에 대해 두려움을 갖고 있다. 만에 하나 방사능이 새어나올 경우 엄청난 인명 피해를 가져올 수 있기 때문이다.그러나 국내 원자력발전소는 핵을 연료로 하는 항공모함보다 안전하게 건설· 운영하고 있다.
△10년마다 안전성 평가
원자력 발전소는 땅을 고를 때부터 안전을 생각한다. 즉 지진에 대한 정밀조사를 벌이는 것이다. 이와 함께 설계를 할 때도 방사능이 외부로 새어나가는 것을 막기 위해 안전성을 최우선 기준으로 삼고 있으며 `다중 심층방어’로 설계된다.
국내 원자력 발전소는 방사성 물질에서 나오는 방사선을 가둘 수 있도록 5중 방호벽으로 건설되고 있다. 원자력 발전의 원료에서부터 발전소 건물에 이르기까지 모두 다섯 겹의 보호막이 있다고 생각하면 된다. 원전 연료 펠렛, 원전 연료, 피복관, 원자로 용기, 원자로 건물 내벽의 철판과 외벽의 철근 콘크리트가 바로 5겹의 보호막이다.
일단 원자력 발전소를 짓고 난 뒤에는 10년마다 `주기적 안전성 평가’를 엄격하게 시행. 발전소 부지 선정에서부터 운영 등에 이르기까지 단계별로 철저하게 안전성을 최우선적으로 고려하고 있다.
원자력 발전소는 또 사고를 예방하는 사고 방지 설비와 사고의 피해를 적게하는 사고 완화 설비를 갖추고 있고. 사고 방지 설비는 운전 중 비정상 사태가 발생할 경우 안전하게 원자로를 정지시켜 냉각시킨다. 사고 완화 설비는 방사성 물질이 외부로 새어 나가는 것을 막기 위해 사고가 났을 경우 그 피해를 줄이기 위한 설비로, 이 역시 2중의 보호 장치로 건설된다.
△규모 6.5의 지진도 견딜 수 있어
원자력 발전소는 설계에서부터 각종 설비에 이르기까지 안전을 가장 중요한 기준으로 삼고 있다. 지진이나 태풍 등 예상하지 못한 자연재해에 대해서도 충분한 대비를 갖추고 있다. 원자력 발전소를 지을 곳을 정할 때부터 발전소의 몇 배에 이르는 지역에 대한 지질조사가 이뤄진다. 그리고 그 지역에서 일어날 수 있는 가장 큰 지진에 충분한 여유를 더한 충격값(지진가속도)을 구해 설계에 적용한다.
우리나라에서 리히터 규모 3.0 이상의 지진은 연평균 약 10회 정도 발생하고 있으나 대부분 미약한 지진동만 일으킬 뿐 피해를 주지 않는 정도이며 리히터 규모 5.0 이상 지진은 약 10년에 1회 정도 발생하는 것으로 보고되고 있다.이에 국내 원자력 발전소는 리히터 규모 6.5의 지진에도 견딜 수 있도록 건설되고 있다.
설계기준을 초과하는 강진이 발생하면 원자로가 자동으로 정지되는 기능을 추가했다.
우리나라와 일본 해안에서 발생 가능한 최대 지진까지 감안해 국내 모든 원전이 안전을 확보 할 수 있도록 해안울타리를 증축하고, `국제표준 원전안전 통합경영시스템(QHSSE : Quality, Health, Safety, Security, Environment)’을 도입하는 등 원전 운영의 신뢰성을 높였다. 또 `선진 엔지니어링 프로세스 제도’를 도입해 발전소 고장을 사전에 예측하고 예방해 나갈 방침이다. 이 같은 노력 결과로 IAEA 및 세계원전사업자협회(WANO) 등의 안전점검에서 국내 원전의 안전성은 세계 최고 수준으로 평가받고 있다.
△1·2호기 가압경수로형 140만㎾급 2018년 준공
울진원자력본부(본부장 김세경)는 현재 원자력발전소 6기가 가동되고 있으며 총 설비용량은 590만kW로 국내 총설비용량의 7.4%, 국내 총원전설비의 31.5%를 점유하고 있다.
지난 5월 4일 기공식을 가진 데 이어 7월 신울진 1호기 원자로건물 구조물 공사에 착수하는 최초 콘크리트 타설 기념행사가 열렸다. 신울진원전 1호기는 2014년 6월에 원자로를 설치하고 2017년 4월 준공할 예정이다. 2호기는 2013년 9월에 최초 콘크리트 타설해 2015년 5월에 원자로를 설치하고 2018년 4월에 준공한다는 계획이다.
신울진 1, 2호기는 그동안 해외기술에만 의존해 왔던 원전 핵심 기자재인 원전계측제어시스템과 원자로냉각재펌프를 국내기술로 개발, 적용한다. 신울진원전은 일본 후쿠시마 원전 사고 이후 국내외 안전점검 결과 도출된 개선사항을 모두 설계단계부터 반영함으로써 안전성을 크게 높였다.
신울진 원전 1, 2호기는 약 7조원의 건설비가 투자되고 연인원 약 620만명이 참여하는 초대형 사업이다. 고용창출은 물론, 저탄소 녹색성장의 견인차역할을 하며 경제성과 안전성을 겸비 국내 원자력산업에 든든한 버팀목이 될 것으로 기대된다.
△신울진원전 TM 설계 단계부터 안전성
울진원자력본부는 후쿠시마원전 사고를 거울삼아 최악의 상황에서도 원전의 안전성을 확보, 국민이 안심할 수 있도록 지진 대비 등 안정성 강화에 주력하고 있다.
울진원전은 단단한 암반위에 원전을 건설해 규모 6.5의 강진이 원전 바로 밑에서 발생해도 견딜 수 있도록 했다.
또 동해에서 발생 가능한 최대의 쓰나미에도 침수되지 않도록 원전시설을 높게 지었다. 울진원자력본부의 부지 높이는 해수면을 기준으로 10m이다.
울진원전은 원자로건물이 상대적으로 커 수소발생 사고 시 수소폭발에 대한 여유도가 크고, 건물 내 수소농도가 5% 초과하면 수소를 조금씩 태워 물로 만드는 시설이 가동되고 있다. 일정규모 이상의 지진이 발생할 경우 원자로가 자동정지돼 안전을 확보할 수 있도록 돼 있다.
울진본부의 부지높이 10m를 넘는 해일이 발생할 경우에 대비해 비상전력계통과 안전설비에 내진 방수문을 설치하고 침수와 전력공급이 중단될 경우에 대비해 이동형 비상발전기를 확보할 계획이다.
중대사고시 발생되는 수소를 제거하기 위해 기존에 설치돼 있는 수소재결합기, 수소점화기 추가, 전기없이 동작하는 수소제거설비를 설치해 수소 폭발을 방지할 계획이다. 격납건물의 과도한 압력상승을 예방하기 위해 격납건물내의 공기를 여과해 배출하는 배기설비를 설치한다.
또한 원전인근의 주민보호용 방호약품과 방호용 호흡기를 추가 확보하는 등 추가적으로 원전의 안전성을 확보하기 위한 여러 방안들을 모색하고 있다.
/황용국기자 hyk@hidomin.com
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