다핵종제거설비(ALPS)만 믿고 오염수 방출하려는 일본정부의 오만

 후쿠시마 제1원자력발전소는 2011년 동일본 대지진 폭발 사고 이후 가동이 중단되었으나 원자로 건물의 균열 틈새로 지하수와 빗물 등이 유입되면서 매일 140톤 규모의 방사성 오염수가 발생하고 있는 실정입니다. 그런데 일본 정부는 오염수 처리 한계에 넘어선 상태에서 다른 방안은 생각해보지도 않은 채 1천여 개의 저장 탱크에 보관 중인 오염수를 최소 30년간 태평양에 방출하는 계획을 추진 중입니다. 일본정부는 규제 기준을 준수한 처리수 해양방류는 국제관행에 따른 것이라고 밝히고 다핵종 제거설비 ALPS(Advanced Liquid Processing System)를 통해 오염수 내 방사성 물질들을 제거한 처리수를 바다에 방류할 것이기 때문에 문제 될 게 없다는 입장을 고수하고 있는 실정입니다. 그러나 이게 정말로 안전한 방법일까요? 다핵종 제거설비(ALPS)로 정화한 후 방류하겠다고 밝혔지만 정화 과정을 거쳐도 방사성 물질인인 삼중수소(트리튬)는 남게 됩니다. 트리튬은 물분자보다 크기가 작아 제거가 매우 어려운 실정입니다. 그래서 현지 후쿠시마 어민과 한국을 포함한 주변국들도 일본 정부의 이 같은 결정에 우려를 표명하며 반대 입장을 밝혀왔습니다. 오늘은 다핵종 제거설비에 대해 알아보고 삼중수소(트리튬)를 어떻게 하면 처리가 가능할지 방법을 알아보고 현재 얼마나 일본 정부가 오판하고 있는지 판단해 보도록 하겠습니다.

원자력발전소

다핵종 제거설비 ALPS(Advanced Liquid Processing System)

알프스(ALPS, Advanced Liquid Processing System)라고 불리는 다핵종 제거설비는 2011년 3월 11일 도호쿠 지방 태평양 해역 지진에 의해 발생된 후쿠시마 원자력 발전소 사고에 대처하기 위해 2012년 10월 도시바가 개발한 설비입니다. 국제 원자력기구를 비롯한 미국, 영국, 프랑스, 러시아, 중국, 한국, 베트남, 아르헨티나 등 다수의 국가나 기관으로부터 검증받아 설비 자체의 성능은 인정받았지만 TEPCO의 부실한 운영이나 일부 미흡한 관리 감독으로 인하여 오작동이 발생해 방사선 핵종이 제대로 걸러지지 않는 사례가 있어 초기 우려가 많았었습니다. 그러나 기본적으로 세슘만 제거할 수 있는 방사성물질 제거설비와는 다르게 추가적으로 62 핵종의 방사성물질까지 오염수로부터 제거할 수 있는 장점이 있으며 대부분의 설비가 일본제조품으로 수입산에 비해서 유지관리비가 저렴하다는 특징이 있습니다. 

 

▶ 제거 종류(62종)

 루비듐(Rb)-86, 스트론튬(Sr)-89, 스트론튬(Sr)-90, 이트륨(Y)-90, 이트륨(Y)-91, 나이오븀(Nb)-95, 테크네튬(Tc)-99, 루테늄(Ru)-103, 루테늄(Ru)-106, 로듐(Rh)-103m, 로듐(Rh)-106, 은(Ag)-110m, 카드뮴(Cd)-113m, 카드뮴(Cd)-115m, 주석(Sn)-119m, 주석(Sn)-123, 주석(Sn)-126, 안티모니(Sb)-124, 안티모니(Sb)-125, 텔루륨(Te)-123m, 텔루륨(Te)-125m, 텔루륨(Te)-127, 텔루륨(Te)-127m, 텔루륨(Te)-129, 텔루륨(Te)-129m, 요오드(I)-129, 세슘(Cs)-134, 세슘(Cs)-135, 세슘(Cs)-136, 세슘(Cs)-137, 바륨(Ba)-137m, 바륨(Ba)-140, 세륨(Ce)-141, 세륨(Ce)-144, 프라세오디뮴(Pr)-144, 프라세오디뮴(Pr)-144m, 프로메튬(Pm)-146, 프로메튬(Pm)-147, 프로메튬(Pm)-148, 프로메튬(Pm)-148m, 사마륨(Sm)-151, 유로퓸(Eu)-152, 유로퓸(Eu)-154, 유로퓸(Eu)-155, 가돌리늄(Gd)-153, 테르븀(Tb)-160, 플루토늄(Pu)-238, 플루토늄(Pu)-239, 플루토늄(Pu)-240, 플루토늄(Pu)-241, 아메리슘(Am)-241, 아메리슘(Am)-242m, 아메리슘(Am)-243, 퀴륨(Cm)-242, 퀴륨(Cm)-243, 퀴륨(Cm)-244, 망간(Mn)-54, 철(Fe)-59, 코발트(Co)-58, 코발트(Co)-60, 니켈(Ni)-63, 아연(Zn)-65

 

다핵종 제거설비의 장단점

 오염수에서 방사성 동위원소를 제거하는 ALPS의 장점은 상당하지만 이 기술은 비용이 많이 들고 방사성 폐기물의 신중한 관리 및 취급이 필요합니다. ALPS를 사용하기로 한 결정은 응용 프로그램의 특정 요구 사항 및 방사성 폐기물 관리에 대한 규제 요구 사항을 포함하여 여러 요인에 따라 달라집니다.

▶ 장점

• 방사성 동위원소의 효과적인 제거 - ALPS는 오염된 물에서 세슘, 스트론튬, 코발트와 같은 방사서 동위원소를 제거하는데 매우 효과적이어서 작업자와 환경에 대한 방사성 노출위험을 줄여줍니다.
• 다목적 - ALPS는 원자력발전소, 연구 시설 및 의료 시설의 물을 포함하여 광범위한 오염된 수원을 처리하는 데 사용할 수 있습니다.
• 확장성 - ALPS는 많은 양의 오염된 물을 처리하도록 설계될 수 있으므로 원자력 발전소 및 기타 대규모 응용 분야에서 사용하기에 적합합니다.
• 환경 영향 최소화 - ALPS는 오염된 물에서 방사성 동위원소를 제거함으로써 핵 사고 및 기타 방사성 방출로 인한 환경 영향을 최소화하는데 도움이 됩니다.

 

▶ 단점

• 고가 - ALPS는 설계, 구축 및 운영에 상당한 자본 투자가 필요한 복잡하고 고가의 기술입니다.
• 유지 관리 및 운영 비용 - ALPS는 정기적인 유지 관리 및 모니터링을 통해 효과적으로 운영되는지 확인해야 하며, 이는 원자력 발전소 또는 기타 시설의 운영 비용을 추가합니다. 
• 방사성 폐기물 처리 - ALPS는 방사성 동위원소를 포획하는 데 사용된 필터 및 수지 형태의 방사성 폐기물을 생산합니다. 이 폐기물의 처리에는 비용이 많이 들 수 있으며 특별한 취급 및 보관 절차가 필요합니다.
• 효과의 한계 - ALPS는 모든 유형의 방사성 동위원소를 제가 할 수 없으며 고도로 오염된 수원을 처리하는 데 효과적이지 않을 수 있습니다.

 

삼중수소(트리튬)가 처리하기 어려운 이유

 삼중수소는 방사성 동위원소 중 하나입니다. 삼중수소는 저에너지 베타 입자를 방출하는 특성을 지녀서 이로 인해 삼키거나 흡입하거나 피부에 닿으면 살아있는 조직에 손상을 줄 수 있어 취급이 어렵습니다. 전반적으로 삼중수소 처리는 삼중수소의 방사성 특성, 이를 포함하고 관리하는 것과 관련된 문제, 취급 및 폐기를 둘러싼 복잡한 규정으로 인해 어렵습니다. 이러한 요인들은 삼중수소가 안전하고 효과적으로 처리될 수 있도록 전문 지식, 장비 및 시설을 필요로 합니다.

• 삼중수소는 안전하게 취급하고 운반하기 어려움 - 삼중수소는 플라스틱, 고무 및 금속과 같은 물질에 쉽게 침투할 수 있는 매우 작은 분자이므로 함유하기 어렵습니다. 이로 인해 안전하게 취급하고 운반하기가 매우 어렵습니다.
• 삼중수소는 반감기가 길다 - 삼중수소는 반감기가 약 12.3년으로 길답니다. 이는 방사능을 안전한 수준으로 낮추기 위해 장기 보관 또는 처리가 필요하기 때문에 관리나 폐기가 어렵다는 얘기가 됩니다.

*반감기 : 방사선 물질의 양이 처음의 반으로 줄어드는 데 걸리는 시간이다.

• 삼중수소는 환경에 유입 시 처리과정이 더 힘들다  - 삼중수소가 환경에 유입되면 산소와 결합하여 처리하기 어려운 삼중수소를 형성할 수 있습니다. 삼중수소는 일반 물과 분리하기 어려우므로 처리를 위해 특수 장비와 기술이 필요합니다.
• 까다로운 규정 - 삼중수소의 취급, 운송, 보관 및 폐기에 관한 규정은 엄격하고 복잡할 수 있습니다. 이는 삼중수소처리의 복잡성과 비용을 증가시킵니다.

 

삼중수소(트리튬)를 처리할 수 있는 방법

 삼중수소는 수소의 방사성 동위원소로 대기권 상층부에서 자연적으로 생성되거나 원자로에서 인공적으로 생성될 수 있습니다. 방사성 특성으로 인해 삼중수소는 인간의 건강과 환경에 대한 해를 방지하기 위해 특별한 취급 및 절차가 필요합니다. 삼중수소를 처리하기 위해 취할 수 있는 몇 가지 단계는 다음과 같습니다.

• 특수 재료를 통한 방출 막기 - 삼중수소는 일반적으로 삼중수소(HTO) 또는 삼중수소 가스(HT)의 형태로 포집됩니다. 삼중수소가 환경으로 방출되는 것을 방지하기 위해 안전하게 저장하는 것이 중요합니다. 이는 스테인리스 스틸이나 티타늄과 같은 삼중수소 불침투성 특수 재료를 사용하여 수행할 수 있답니다.
• 가열을 통한 붕괴 가속화 - 삼중수소의 반감기는 약 12.3년으로 시간이 지남에 따라 붕괴됩니다. 삼중수소는 오래 보관할수록 방사능 수치가 줄어듭니다. 삼중수소를 가열하거나 자외선에 노출시키면 붕괴 과정이 가속화될 수 있습니다.
• 희석 및 분산 - 어떤 경우에는 삼중수소를 환경에 방출하기 전에 희석하여 방사능을 줄여야 할 수도 있습니다. 이는 삼중수소수를 비방사성수와 혼합하여 수행할 수 있습니다. 이것은 바닷물에 희석하는 방법에 해당됩니다.
• 폐기 - 삼중수소 폐기물은 규제 요건에 따라 폐기해야 합니다. 삼중수소는 규제한도를 충족하는 경우 환경으로 배출될 수 있으며 삼중수소 가스는 방출 전에 삼중수소를 제거하기 위해 처리되어야 합니다. 경우에 따라 삼중수소 폐기물은 부패를 허용하기 위해 폐기하기 전에 일정기간 동안 보관해야 할 수도 있습니다. 

현 일본 정부는 바다에 방류하는 방법으로 가장 쉽고 싼 가격에 처리할 수 있는 방법을 선택한 것입니다.

 

 후쿠시마 원전 사고 후 갑상선암 환자가 많이 발생하고 있는 지금, 일본 정부는 갑상선암 환자에 대한 통계 발표도 중단했다고 합니다. 후쿠시마 원전을 방문한 사람들에게 오염수의 방사성 측정 장면을 보여줄 때 감마선 계측기로 시험한다고 합니다. 그러나 오염수를 다핵종 제거설비(ALPS)로 정화한 후에도 남는 삼중수소는 감마선 계측기로는 측정되지 않는다는 지적도 나옵니다. 이렇게 감추기만 하는 일본 정부의 태도는 오염수 위험에 대한 우려가 깊은 주변국들에게 신뢰를 더욱 떨어뜨리는 행동일 뿐입니다. 일본 정부는 이런 상황을 대충 싼값에 해결하려고 하기보다 비싼 갚을 치르더라도 과학적이고, 신뢰도 높은 행동을 보여줌으로써 책임회피란 오명을 벗고 미래세대에 안정된 환경 제공을 위해 더욱 힘써야 하지 않을까란 생각을 해봅니다. 지금을 살고 있는 너네들만 살고 말게 아니잖아요? 우리 미래 세대를 위해 생각해 보면 지금 어떤 행동을 해야 할지가 떠오르지 않을까요... 많은 고민을 안겨주는 일본 정부의 태도에 대해 여러분은 어떻게 생각하십니까.