원자로 사고에서의 핵연료

전문가 제언

○ 2011년 일본의 후쿠시마 원전사고는 많은 인명과 재산의 피해를 가져왔지만, 다행히 구 소련의 체르노빌의 경우와는 달리 원전의 직접적 폭발에 의한 방사능 물질의 대량 방출은 없었다. 후쿠시마 사고의 특징은 노심과 연료저장조를 냉각시키기 위해 유입시킨 다량의 해수가 방사능에 오염된 상태에서 반응로 지하층의 축적물과 함께 외부로 방출된 것이다. 후쿠시마 인근의 근거리 후유증 외에도 태평양을 끼고 있는 다른 나라에까지 미칠 장거리 후유증이 우려되는 이유이다.

○ 노심용융(core-melt)은 원자로의 온도를 적정하게 유지해 주는 냉각수의 공급이 제대로 이루어지지 않아 반응로의 온도가 급격하게 올라갈 때 발생한다. 초기에 기체상 및 휘발성 방사성 핵종(radionuclide)이 방출된 후, 체르노빌에서와 같은 폭발이 없으면 핵연료와 그 주변 물질은 냉각수와 반응하여 2차 방사성 물질을 생성한다. 따라서 흐르는 물이 방사성 핵종의 주된 전파 경로로 작용하게 된다.

○ UO2 연료가 산화조건에서 수용액에 녹아 생성되는 우라닐 이온(UO22+)은 복잡한 중간과정을 거친 후 지하수와 반응하여 고상의 우라닐 광물을 형성한다. 이 우라닐 광물의 용해도와 안정성은 환경에 장기적 영향을 미치는 매우 중요한 요소이다. 현재 축적된 열역학적 데이터를 이용하여 만든 UO2 용해의 모델을 연료의 지하 저장 등에 적용할 수 있다. 그러나 노심용융과 같은 극한적 사태에는 적용이 불가능하므로 더욱 범용적인 모델의 개발이 필요하다.

○ 국내에서는 2012년 고리 1호에서 정전이 일어나 12분 동안 연료 잔열 제거장비의 냉각기능이 상실된 사고가 있었다. 한수원은 사고에 따른 사후조치 규정을 무시하였음은 물론 부품 교체에 따른 금품수수 등의 비리도 저질렀다. 원자력발전에 전력의 상당 부분을 의존하고 있는 상황에서 이와 같은 안전 불감증은 실로 심각한 문제가 아닐 수 없다. 따라서 국내의 연구자들이 사고 후 상황과 핵사고 모델링에 관심을 가지는 것도 중요하겠지만, 그보다는 발전 실무자들이 기존설비의 안전한 운용을 통하여 사고를 미연에 방지하는 것이 더욱 중요할 것이다.

저자

Peter C. Burns, Rodney C. Ewing, Alexandra Navrotsky

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

335

잡지명

SCIENCE

과학기술
표준분류

재료

페이지

1184~1188

분석자

심*주

분석물

• 원자로 사고에서의 핵연료.pdf [244,953 byte]

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