심재흥. 도쿄전력 “원전 2·3호기 멜트다운”  2011.05.24 (화) “트리플 멜트다운이 발생했다.”  후쿠시마(福島) 제1원전을 운영 중인 도쿄전력은 24일 기자회견을 열어 원자로 1호기에 이어 2, 3호기 도 대지진 발생 후 나흘 만에 멜트다운(노심용해)이.

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1 심재흥

2 도쿄전력 “원전 2·3호기 멜트다운”  2011.05.24 (화) “트리플 멜트다운이 발생했다.”  후쿠시마(福島) 제1원전을 운영 중인 도쿄전력은 24일 기자회견을 열어 원자로 1호기에 이어 2, 3호기 도 대지진 발생 후 나흘 만에 멜트다운(노심용해)이 발생했다는 분석 결과를 발표했다. 도쿄전력이 2∼3호기의 멜트다운을 공식 인정한 것은 이번이 처음이다.  도쿄전력의 마쓰모토 준이치(松本純一) 대변인은 “1호기처럼 핵연료봉 대부분이 녹아 원자로 압력용 기 바닥에 쌓이는 멜트다운 상태가 됐다”면서 “하지만 압력용기 손상이 한정적이어서 녹아내린 연료가 대부분 압력용기 내에 머물고 있다”고 설명했다. 도쿄전력의 분석에 따르면 비상시에 원자로를 냉각하 는 ‘원자로 격리시 냉각순환시스템(RCIC)’ 등이 쓰나미로 멈춰버려 압력용기 내부의 수위가 연료봉 하 단까지 빠르게 내려갔다. 이에 따라 2호기에서는 3월 14일 오후 8시쯤, 3호기에선 13일 오전 9시쯤부 터 각각 연료봉이 녹아내리기 시작한 것으로 보인다.  도쿄전력은 현재 압력용기 내부의 수위 계측기가 부정확할 가능성이 있어 첫째로 연료봉 손상 후 냉각 수 주입이 시작돼 연료봉 상단에서 3m 정도 낮은 위치까지 수위가 회복됐을 경우, 둘째로 수위가 회복 되지 않고 연료가 계속 노출됐을 경우 등 두 가지 상황을 시뮬레이션했다.  그 결과 첫째의 경우는 2, 3호기 연료봉 절반 정도가 압력용기 바닥으로 녹아내렸고 나머지 반은 원래 위치에 남아 있을 가능성이 높지만 둘째의 경우에는 연료봉 대부분이 녹아버린 것으로 추정됐다.  마쓰모토 대변인은 “단정적으로 말할 수는 없지만 (계측기로 잰 수위보다 실제 수위가 크게 낮았던 ) 1 호기 압력용기 상황에 비춰보면 2, 3호기도 두 번째 상황에 더 가깝다고 생각된다”고 말했다.  도쿄전력은 멜트다운 이라고 인정했지만 그로 인한 피해는 한정적이라고 강조했다. 녹아내린 연료봉이 압력용기를 뚫고 외부로 흘러나오고 있는 것이 아니라 대부분 압력용기 안에 남아 있는 상황이라는 설 명이다. 마쓰모토 대변인은 “현재 압력용기의 온도 등으로 미뤄볼 때 용기 손상은 한정적”이라면서 “지 금처럼 냉각작업을 계속하면 방사성물질의 대규모 방출 사태로 발전되는 일은 없다”고 말했다.  한편 도쿄전력은 1호기의 멜트다운 과정을 재분석한 결과, 대지진 후 약 4시간 만에 연료봉 손상이 시 작돼 약 15시간에 거의 모든 연료봉이 녹았으며, 반나절 만에 수소가 800kg이나 발생하면서 수소폭발 로 이어졌다고 밝혔다.

3 기사  "냉각 기능 상실하면 즉각 멜트다운 시작되는 모델“  미국 아이다호 국립연구소의 크리스 앨리슨 박사는 이 보고서에서 "제 1원전 1~3호 원자로들은 냉각 기능을 상실한 지 3시간 반 뒤 대부분 의 연료가 용해되는 시뮬레이션 결과가 나왔다"고 밝혔다.  반면 도쿄전력은 지난 5월 12일까지도 1호기의 노심용해 가능성조차 부인하는 입장이었다.  가 입수한 보고서에 따르면, 앨리슨 박사는 시뮬레이션을 위해 후쿠시마 제 1원전 1~3호기와 거의 같은 규모의 멕시코 경수로 ' 라그나베르데' 원자로들의 기초 데이터를 사용했다.  이 모델들은 시뮬레이션 결과 비상 사태가 일어날 경우 작동하는 긴급 노심냉각장치(ECCS)가 작동하지 않게 되면, 원자로 압력용기로 냉각 수 주입이 멈추게 되고, 약 50분 뒤 노심융해가 시작되었다.  또한 약 1시간 20분 뒤에는 제어봉 등이 녹기 시작해 압력용기의 바닥 에 떨어지고, 약 3시간 20분먄 대부분의 연료가 바닥에 쌓였다.약 4시 간 20분 뒤에는 바닥의 온도가 스테인레스 강철의 용융점과 거의 같 은 1642℃에 이르러 압력용기가 손상될 가능성이 커졌다. http://pressian.com/article/article.asp?article_ num=40110524140545&section=05

4 참고자료  원자력 발전의 원리  핵분열 때 생기는 에너지를 이용해 터빈을 돌려 전기 에너지를 생산  핵분열이 일어나면 많은 에너지와 함께 2∼3개의 중성자가 함께 나오는데, 이 중성자들은 주변의 다른 우라늄 원자핵과 부딪쳐 또다른 원자핵 분열을 초래

5 참고자료  노심  원자로의 중심부로서, 핵연료 우라늄의 원자핵이 중성자를 맞 아 둘로 쪼개질 때(핵분열) 발생하는 에너지를 얻는 부분  멜트 다운(노심 용해)  원자로에 이상이 생겨 핵심부의 온도가 정상보다 급격히 높아 져 1,090∼2,760℃이상으로 올라가면 원자로에 봉인된 보호용 기가 녹게 되고, 지속적으로 온도가 상승하게 되면 핵심부 그 자체가 녹게 됨  원료가 녹으면 방사능 증기가 대기 중으로 방출되기 때문에 방사능 누출이 심각해짐  멜트 스루  바닥에 떨어진 연료봉이 원자로 격납용기를 뚫고 땅속으로 파고드는 현상

6 참고자료  방사선  우라늄, 플루토늄 등 원자량이 매우 큰 원소들은 핵이 너 무 무겁기 때문에 상태가 불안정해서 스스로 붕괴를 일으 킨다.  이 원소들이 붕괴하며 다른 원소로 바뀔 때 방출하는 입 자나 전자기파를 일컫는다.  이 방사선은 물질을 투과하는 성질이 있어 의료용 및 산 업용으로 비파괴에 활용되고 있다.  방사선의 유해성  방사선이 위험하다고 하는 것은 방사선의 ’전리(電離)’작 용 때문. 전리작용은 방사선이 물질을 구성하고 있는 원 자로부터 전자를 튕겨내 양이온(+)과 전자(-) 한 쌍으로 분리하는 것. 방사선은 인체를 통과하면서 전리작용을 통 해 세포의 증식과 생존에 필수적인 DNA에 화학적 변성 을 일으킴

7 참고자료  가압형 경수로 (PWR)  비등형 경수로 (BWR)

8 참고자료 구 분가압형 경수로 PWR(한국식)비등형 경수로 BWR(일본식) 특징증기발생기에서 증기발생원자로 내에서 증기 발생 설계특성 원자로측 폐쇄회로 형성, 원자로에서 발생된 열은 증기발생기에서 열교환되어 터빈·발전기 를 구동시켜 전기생산 노심내 비등을 허용하지 않음 (별도의 증기발생기 설치) * 노심내 잔열제거는 증기발생기와 비상노 심냉각계통을 이용 원자로측과 터빈측이 분리되어 있지 않으므로 (증기발생기, 가압기 없음) 원자로에서 발생된 증 기가 터빈·발전기를 구동시켜 전기생산 노심내 비등 허용 (원자로 자체가 증기발생기 기능) * 안전밸브를 통해 압력을 외부로 유출 구조적 안전 성 확보 원자로에 물이 가득차 있으므로 연료봉 온도 가 천천히 상승함. 제어봉이 원자로 위쪽에 설치되어 있어 전 력상실 시 중력에 의해 동작 수행. 격납용기가 크므로 사고 발생시 대처 시간 이 충분함 원자로는 물과 수증기가 함께 있어 사고 발생 시 연료온도의 급격한 상승 초래 제어봉이 아래쪽에 있어 사고시 연료 용융시 동작 불능 격납용기가 작아 내부압력이 급격히 올라가 므로 사고 발생에 따른 대처시간 부족 전원 상실시 노심냉각 증기발생기를 이용하여 자연순환냉각을 통해 노심냉각 자연순환 냉각기능 없음

9 참고자료  발전단가(원자력을 포기할 수 없는 이유)

10 사고개요  [사고개요]  지진(규모 9.0) 및 쓰나미(10m)의 영향으로 후쿠시마 제1발전소 1, 2, 3호기 (4～6호기 정기검사 중), 후쿠시마 제2발전소 1～4호기 자동정지  3.11(금) 19:03, 후쿠시마 제1발전소에서 소외전원 상실 및 비상디젤발전기 정지로 방사선비상 발령  지진 및 쓰나미로 인한 전원계통의 이상으로 원자로 노심 냉각 실패  3.12(토) 후쿠시마 제1발전소 1호기 수소폭발로 원자로건물 상부 외벽 파손  3.14(월) 후쿠시마 제1발전소 2~4호기 수소폭발로 원자로건물 상부외벽 파손  [사고경과]  전력공급 중단으로 냉각수 유입 중단 → 원자로내 냉각수 증발로 냉각수 감소 → 핵연료봉 노출 → 고열로 핵연료봉 용융 → 수증기와 핵연료봉 용융물이 반응하여 수소 발생 → 원자로내 압력증가로 증기 배출. 함께 나온 수소가 원 자로 외벽 윗부분에 쌓임 → 수소폭발, 원자로 외벽 붕괴 및 방사성물질 누출

11 Reference  한국의 원전정책 http://blog.daum.net/007nis/15860706 http://blog.daum.net/007nis/15860706  원자력신화, 파티는 끝났다 http://www.vop.co.kr/A00000397431.html http://www.vop.co.kr/A00000397431.html  http://www.segye.com/Articles/News/Internati onal/Article.asp?aid=20110524004731&cid=01 01040400000&subctg1=04&subctg2=00 http://www.segye.com/Articles/News/Internati onal/Article.asp?aid=20110524004731&cid=01 01040400000&subctg1=04&subctg2=00  http://blog.naver.com/gold4949/60130070201 http://pyodogi.com/110105022500 http://blog.naver.com/gold4949/60130070201 http://pyodogi.com/110105022500  http://www.hellodd.com/kr/dd_news/article_vi ew.asp?mark=33893 http://www.hellodd.com/kr/dd_news/article_vi ew.asp?mark=33893