불을 잘못 사용하면 큰 재앙이 오지만 제대로 사용하면 유익하듯, 원자력에너지도 유익하게 쓰면 인류 문명에 크게 기여할 수 있는 에너지 자원이다. 현재 우리가 사용하는 전력의 약 30%정도는 원자력발전소에서 생산된 것이다. 우리나라 전체 에너지의 30%를 원전이 충당하고 있으니 원전이 국가 에너지의 주요 핵심부를 형성하고 있는 셈이다.
그러나 유용한 에너지원이라고 해서 무조건 그 위험성까지 무시 할 순 없는 일이다. 때문에 우리가 원전을 안전하게 활용하려면 어떻게 해야 하는지, 원자력에너지가 어떻게 발생하는지를 알아 볼 필요가 있다. 또 잠재적인 위험요소를 제거하는 안전대책을 살펴볼 필요도 있다.
원자력에너지를 얻는 방법은 핵분열과 붕괴열 두 가지로 나뉜다. 핵분열은 핵분열성 물질을 중성자에 충돌시키는 방식이다. 충돌에 의해 핵이 분열될 때 에너지가 발생한다. 우리 원전들도 이런 방식을 통해 정상운전 출력의 약 94%를 갖는다.
그런데 이 방식은 중성자수 조절을 통해 핵분열을 제어하기가 매우 쉽다. 일례로, 중성자를 흡수하는 제어봉을 원자로 바닥으로 떨어뜨리면, 핵분열이 멈춘다. 동시에 원자로도 정지하게 된다. 이때 제어봉은 중력으로 동작하기 때문에, 전력이 상실돼도 게속 작동된다. 또 중성자 흡수제인 붕산수를 압력차를 이용해 원자로에 주입해도 핵분열이 멈추기 때문에 이 방식은 상당히 안정적으로 핵분열을 제어할 수 있다.
반면에 붕괴열 발전방식은 정상운전 출력의 약 6%로 낮은 비율을 갖지만, 원자로 정지 이후에도 계속 발열되기 때문에 원자력 발전소의 치명적인 급소가 될 수 있다. 미국 TMI와 일본 후쿠시마 원전이 바로 이 붕괴열을 제거하지 못해 사고가 발생했다. 원자로 정지 후 붕괴열이 줄어들기까지 며칠 동안 냉각설비의 동작이 무엇보다도 중요한데 그렇지 못해 앞의 두 사고가 발생했다.
따라서, 잠재적인 위험요소를 제거하는 안전대책은 붕괴열을 적절하게 제어하는 것이다. 원전 연구소에서는 붕괴열이 없는 차세대 원전을 개발 중에 있다. ‘핵융합’과 ‘가속기를 활용한 토륨원전’이 바로 에 해당된다. 또 현재 운영 중인 ‘우라늄 원자력발전소’는 붕괴열을 효과적으로 냉각해 제거하기 위해 전원공급이 실패했을 때도 압력차로 동작되는 냉각설비를 갖춰 안전을 도모하고 있다.
이외에도 냉각수의 저장탱크와 설비를 다중화, 독립화하고 있으며 냉각수 펌프도 개선하고 있다. 또 냉각설비에 전원이 끊겼을 때를 대비해 비상디젤발전기를 추가로 설치해 두고 있다. 자연재해로 인해 전력공급이 불가능한 상황에도 대비하기 위해 이동형 발전차량까지 구비, 안전을 도모하고 있다.
제2불꽃인 원자력발전소는 우리가 사용하는 전력의 30%를 생산하고 그 전력은 전국에 걸쳐 광범위하게 활용되고 있다. 따라서 원전은 이런 수요에 부응하기 위해 잠재적 위험을 원천적으로 없앤 차세대 원전을 개발하고 있으며, 현재 운영하는 원전은 설비를 보완해 더욱더 안전하게 관리하고 있다. <이철호 고리원전 제2발전소 안전팀>