김영진박사의 치과방사선(27)

최근 들어 2011년에 발생한 지진해일에 의한 일본 후쿠시마 원전사고로 발생했던 방사능 오염수 방류로 야기된 사회문제가 크게 부각되고 있다.
즉 2011년 일본 ‘도호쿠’ 지방에 일본 관측사상 최대 규모의 지진이 발생하여 15m에 달하는 쓰나미가 원전을 덮친 것으로 방사능 누출이 시작되었다. 지진을 감지한 원자로는 안전을 위해 자동적으로 셧다운 되었고, 이를 대체할 비상발전 체계가 가동되었다. 하지만 몇 분 지나지 않아 15m에 달하는 쓰나미가 원전 앞을 가로막고 있는 5m 높이의 방파제를 넘어 원전을 덮치면서 1~4호기 원자로가 침수되었다. 

현재 후쿠시마 제1핵발전소 부지에는 1,073개(2023. 5. 18 기준)의 오염수 탱크가 들어섰다. 도쿄전력은 탱크에 저장된 오염수 총량이 약 132만 톤이며, 탱크의 약 97%가 가득 찬 상태라며 저장할 곳이 없어 해양 방출을 해야 한다고 주장해 왔다.

2021년 4월 13일, 일본정부가 오염수 방류를 결정했다. 일본정부와 도쿄전력은 다핵종제거설비(ALPS) 처리과정을 통해 Cs-134, Cs-137 등 방사성 동위원소는 걸러내고, 삼중수소(Tritium)등 일부 방사선 핵종이 포함된 오염수는 안전기준 이하로 희석시켜 2051년까지 약 30년에 걸쳐 방류하겠다는 방침이다. 이 경우 일간 방출되는 오염수의 양은 약 100kL 전후가 된다. 

일본정부는 삼중수소의 농도를 일본 규제기준의 1/40, WHO(세계보건기구)가 정한 식수 기준의 1/7까지 낮춰서 안전성을 최대한 확보하여 방류하겠다고 밝혔다.
그리고 2023년 8월 24일부터 원전오염수를 태평양으로 방류하기 시작했다.
 핵분열 시에 발생하는 핵종(核種)은 1,000종이 넘는 것으로 알려져 있다. 이 가운데 일본정부와 도쿄전력은 64종의 방사성 핵종을 공개했다. 핵종 중에는 세슘-135(반감기 230만년), 플루토늄-239(반감기 2만4천년), 아이오딘-129(반감기 1570만년)처럼 반감기가 매우 긴 방사성물질도 포함되어 있다.
 
ALPS(다핵종 제거설비)도 처리과정의 하나다. 오염수가 발생하면 우선 방사성 농도를 측정하고, 처리과정을 거쳐 다시 방사성 농도를 측정한다. 충분히 낮아지지 않으면 처리과정을 반복해 처리수를 만든다. 처리과정을 거치면 삼중수소를 제외한 세슘, 스트론튬, 플루토늄은 배출 제한치 이내로 걸러진다. 

삼중수소의 농도를 리터당 6만 베크렐(Bq) 이하로 낮춘 상태를 처리수라고 한다. 처리수에 바닷물을 40배 섞는다. 그래서 리터당 1500베크렐 정도로 희석시킨다. 이 희석시킨 물을 배관을 통해서 1㎞ 지점의 먼 바다로 방류한다. 이 물이 흘러 방류지점에서 2~3㎞ 떨어지면 처리수의 농도는 리터당 1베크렐 정도로 자연적으로 희석된다고 한다. 
 

 ALPS는 일본에서 ‘다핵종 제거 설비’라고 부른다. 그러나 ALPS는 방사성 핵종을 ‘제거’하는 것이 아니라 ‘농도를 저감’하는 장치‘이다.
 일본의 ‘ALPS 처리 소위원회’가 밝힌 오염수의 처리과정은 ①세슘 흡착장치를 이용한 세슘 농도 저감, ②스트론튬 농도 저감, ③ 담수화 장치를 통한 염분제거, ④일부를 다시 냉각수로 재이용, ⑤ALPS를 이용해 62종 핵종 저감, ⑥탱크보관의 단계 등 총 6단계로 구분된다.
이와 같은 6단계 과정을 거쳐도 방사성 핵종은 완전하게 없어지지 않는다. 특히 삼중수소와 탄소-14와 같은 방사성 핵종은 APLS가 아예 줄일 수 없는 핵종이다. ALPS는 방사성물질인  삼중수소나 탄소-14를 기본원소인 수소나 탄소와 구별할 수 없기 때문이다.
 삼중수소는 우주선과 지구 대기의 상호작용이나 방사선 붕괴를 통해 매년 일정량이 발생하고 없어진다. 지구상에서 매년 발생하는 삼중수소는 200g 이상이다. 현재 후쿠시마에 저장된 물에서 삼중수소만 모아 본다면 2021년 기준 2.2g이다. 동해바다에 내리는 비에 포함된 삼중수소가 연간 3g 정도이다.

 다음 호에 계속

글_ 김영진 박사
전 건강보험심사평가원 상근 심사위원
대한치의학회 고문 역임 
제 23회 ‘치과의료문화상’ 수상 
제 30회 보건의 날 ‘대한민국국민포장’ 수훈