월성 4호기 냉각수 누설 사고 예상피폭량 "연간한도 0.000039% 수준"

경북 경주 월성 원전 전경. 월성원자력본부 제공

지난 6월 22일 발생한 경북 경주시 월성 4호기 원전 사용후핵연료 냉각수 누설 사고의 정밀분석 결과가 나왔다. 분석에 따르면 이번 냉각수 누설로 원자로 중심 기준 914m 떨어진 곳의 거주민이 받을 수 있는 예상피폭선량은 연간 한도 대비 0.000039% 수준으로 나타났다.

원자력안전위원회는 12일 열린 제200회 원자력안전위원회에서 월성 4호기 냉각수 누설 사고 조사결과를 보고했다. 사고 원인은 사용후핵연료저장조(SFB)에서 해수와 냉각수를 격리·밀봉하는 고무 가스켓이 직전 정비에서 잘못 설치된 것으로 분석됐다.

6월 22일 오전 2시 15분부터 4시 34분까지 월성 4호기 SFB에 있던 냉각수 일부가 바다로 누설되는 사고가 발생했다. 원전 사업자인 한국수력원자력은 4시 17분에 수위 변화를 인지해 4시 34분 누설 차단 조치를 시행했다. 해수시료를 채취·분석한 뒤 7시 53분 원안위에 사건을 보고했다. 원안위는 한수원의 보고 직후 누설량과 누설 원인 등 정밀조사에 착수했다.

월성 4호기 원전 사용후핵연료저장조 냉각수 누설 경로 개략도. 원안위 제공

원자력안전기술원(KINS) 조사 결과 총 누설량은 2.45t(톤)으로 한수원이 사고 당일 저장조와 수용조의 수위 감소를 계산해 보고한 누설량 2.3t(톤)보다 조금 많았다. 조사 과정에서 수조 사이에 설치된 이송수로의 수위 감소까지 포함해 계산한 결과다.

누설된 냉각수 2.45t은 기기 냉각용 해수 1만8956t과 혼합돼 방출된 것으로 조사됐다. 전체 냉각수의 방사능량을 평가한 결과 삼중수소는 최대 13GBq(기가베크렐), 베타·감마핵종은 0.283MBq(메가베크렐)로 평가됐다. Bq(베크렐)은 방사능 활동량을 나타내는 표준 단위로 1초에 방사성 붕괴가 1번 일어나는 것을 의미하는 작은 단위다. 1GBq은 10억Bq, 1MBq은 100만Bq이다.

누설 방사능량은 월성 4호기 배출계획서 기준으로 삼중수소는 연간 배출 제한치 630TBq(테라베크렐, 1TBq은 1000GBq) 대비 0.002%, 베타·감마핵종은 0.541TBq 대비 0.000052%에 해당하는 것으로 확인됐다.

원안위는 누설 방사능량을 바탕으로 원전 제한구역 경계인 원자로 중심 기준 반경 914m 지점 거주민이 받을 수 있는 연간 예상피폭선량을 평가했다. 최댓값으로 계산한 결과 피폭선량은 연간 0.0000394mSv(밀리시버트)로 일반인 선량한도인 연간 1mSv 대비 0.000039% 수준으로 확인됐다. Sv(시버트)는 인체에 영향을 미치는 피폭선량을 나타내는 단위다.

해수와 해저퇴적물, 어류 시료의 방사능 정밀분석 결과도 최근 5년간 KINS에서 시행한 환경방사능 감시결과와 비교해 모두 평상 수준인 것으로 나타났다.

사고 원인으로 분석된 SFB의 냉각수와 해수 격리 고무 가스켓의 위치 이탈 상황을 분석한 그림. 원안위 제공

SFB 열교환기 분해점검을 통해 누설 원인을 분석 결과 SFB의 직전 열교환기 분해정비 시기인 2022년 4월 해수와 냉각수 사이를 격리하는 원형 고무 부품인 가스켓 일부가 정위치에서 벗어나게 설치된 것이 원인으로 분석됐다. 사고 당일 가스켓이 이탈하며 냉각수 일부가 바다로 흘러들어갔다는 설명이다.

이후 월성 2~4호기 원전 SFB 열교환기 전체를(호기당 3개) 분해점검한 결과 가스켓이 모두 정위치에 있는 것으로 확인됐다.

재발방지대책으로는 열교환기 가스켓 재질과 설치 작업 절차를 개선하고 점검·교체 주기를 단축하는 안이 실시됐다. 또 SFB 열교환기의 운전압력을 해수 측 압력이 냉각수 압력보다 높도록 해 누설 상황에도 냉각수가 해수 측으로 누설되지 않도록 운전방법을 변경하고 수위 증감률에 따라 경보가 울리도록 하는 등 예방 대책이 보완됐다.

이외에도 열교환기 해수 측에 방사선감시기 및 자동차단밸브를 설치하는 방안 등이 추진된다. 중장기적으로는 냉각수 해양 누설 원천 방지를 위해 해수 대신 공랭식 냉각탑·공조시스템, 냉동기 등을 이용하는 방식으로 설비를 개선하는 방안이 검토됐다.

추가로 원안위는 한수원이 사고 당일 1차 분석결과 확인 시점인 오전 5시 50분에 즉시 규제기관에 보고하지 않은 것에 대해 개선이 필요하다고 봤다. 한수원은 이에 대해 1차 분석시 냉각수 내 안티몬, 코발트 등의 핵종이 미검출돼 추가 검사가 필요하다고 판단해 2차 분석결과 확인(오전 7시 40분) 후 보고했다고 해명했다. 원안위는 향후 유사 상활 발생시 우선 보고 후 필요시 정정하는 방식으로 절차를 개선하도록 한수원에 요구했다. 
 

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]