월성원전 조사단 "방사성물질 외부환경 유출, 판단 어렵다"

"부지 내 누출 확인… 1997년 보수공사 차수막, 원 설계와 다른 구조 시공"

이호선 기자 승인 2021.09.11 17:26 의견 0
월성원전 사용후핵연료 저장시설인 ‘캐니스터’ (사진=원자력안전위원회)


한국수력원자력 월성원자력본부 삼중수소 검출과 관련, 부지 내에서의 누출은 확인됐지만, 현재까지는 방사성물질의 외부환경 유출 여부를 판단하기 어렵다는 중간조사 결과가 발표됐다.

월성원전 삼중수소 민간조사단(단장 함세영 부산대 지질환경과학과 교수)과 현안소통협의회(의장 김호철 원자력안전위원회 위원)는 10일 이같은 내용의 월성원전(부지내) 삼중수소 제1차 조사 경과 및 향후계획을 공개했다.

원자력안전위원회(위원장 엄재식)는 올해 2월22일 과학적·객관적 조사를 위한 조사단(지질·기계·방사선·토목 등 관련 학회 추천 민간전문가 7명)과 조사 전반에 대한 각계의 의견 전달 및 모니터링을 위한 협의회(원안위 정부추천 비상임위원, 지역대표·시민단체·원자력계 각 2명 등 총 7명)를 구성했으며, 3월30일부터 본격적인 조사에 착수했다.

조사단은 분야별로 자료 검토, 현장조사, 검토회의 등을 통해 조사를 진행 중이며, 협의회는 현장조사 참관, 조사단 활동 모니터링 등을 수행하고 있다.

조사단이 현재까지 조사한 현황을 분야별로 종합하면, ▲사용후핵연료저장조와 차수구조물 등의 건전성 및 감마핵종 유출 여부와 관련, 조사단은 월성 1호기 사용후핵연료저장조(SFB, Spent fuel bay) 차수막 보수공사를 위한 한수원의 굴착에 따라 ▶SFB 차수막 등 차수 구조물 건전성과 ▶SFB 구조체 건전성 검사를 실시하고, ▶SFB 벽체 주변 토양·물 시료를 분석하고 있다.

'SFB 차수막 등 차수 구조물 건전성'의 경우, 2012년 월성 1호기 격납건물여과배기설비(CFVS) 건물 설치공사에서 시공된 지반보강용 기초파일 7개의 바닥 관통으로 인해 구조물 외부에 설치된 차수막(바닥)을 손상시켰음을 확인했다.

2010년(1호기 SFB 차수벽 보강공사)과 2012년(CFVS 설치 공사) 외곽 방수를 위한 그라우트 주입에 따라 유공관의 손상·막힘이 발생, 누설수 발생시 SFB 집수조로 유입 기능이 저하됐음을 확인했다.

또한 1997년 SFB 벽체 균열 보수공사 과정에서 바닥콘크리트 상부의 차수막이 차수벽까지 이어지지 않고, SFB 벽체 끝단에서 끊어짐도 확인했다.

특히 당시 보수된 차수막은 원 설계와 다른 구조로 시공돼 SFB 저장조 바닥슬래브의 누설수가 집수조로 유입되는 남측 유입경로가 원천적으로 차단됐다고 조사단은 밝혔다.

'SFB 구조체(저장조+수용조+이송조+이송 수중통로) 건전성'과 관련, 저장조 남측 벽체의 에폭시 방수성능 결함과 수직벽체의 투수성이 높은 시공이음부에서 저장조 냉각수가 소량 누설됐음을 확인했다.

월성 1호기 터빈갤러리, 냉각수 도관 및 접속구 구조 (사진=원자력안전위원회)

현재 저장조 벽체 4면 중 남측 1면만 파악됐고, 바닥슬래브는 지금까지 내부 에폭시 보수공사가 이루어지지 않아 누수량이 많을 것으로 추정된다.

'SFB 구조체 주변 토양·물 시료(심도 9m)에서 방사성핵종 검출'과 관련, 토양 시료에서는 감마핵종(Cs-137)이 최대 0.37Bq/g이 검출됐다. Cs-137의 자체처분 허용농도는 0.1Bq/g이다.

물 시료의 경우에는 삼중수소 최대 75만6000Bq/L(최소 1640Bq/L) 및 감마핵종(Cs-137) 최대 0.14Bq/g이 검출됐다. Cs-137을 제외한 다른 감마핵종은 검출되지 않았다.

이와 관련 조사단은 SFB 저장조 벽체 및 차수 구조물의 상황을 종합해 볼 때, 1997년 1호기 SFB 저장조 차수막이 원 설계와 달리 시공된 시점 이후부터는 의도했던 차수 기능을 수행하지 못했을 것으로 판단하고 있다.

또한 SFB 벽체 저장조 누설수의 삼중수소 농도(15만~45만Bq/L)보다 주변 물 시료의 농도가 높게 측정되고, 감마핵종도 검출돼 추가 유입경로를 조사 중에 있다.

SFB 구조체 주변 방사성물질의 부지경계 외부환경 유출 여부와 관련, 현재까지 해안 측 기존 사업자 지하수 관측공(심도 약 20m)에서는 유의미한 삼중수소 및 감마핵종 농도변화가 관측되지 않았다고 조사단은 밝혔다.

조사단은 지하수 관측공을 추가 시추해 환경감시를 강화하고, 추가 유입경로 및 외부 환경 유출 여부를 계속 조사한다는 방침이다.

SFB 저장조 차수막 보수를 위한 굴착공사 중 확인된 오염 토양은 핵종 농도분석 결과에 따라 자체처분 또는 방사성폐기물로 처분될 예정이다.

조사단은 이와 함께 ▲3호기 터빈갤러리 맨홀에서 최대 71만3000Bq/L의 삼중수소가 검출된 원인을 검증하기 위해 삼중수소 수중전이 실험 및 유입수 발생 원인 조사를 추진하고 있다.

삼중수소 수중전이 현상(공기 중 삼중수소와 액체 내 삼중수소의 상호 교환 및 농도 변화)을 이해하고 추가 검증실험조건 설정에 필요한 데이터와 경험을 확보하기 위한 예비실험을 우선 실시 (2021년 8월11일부터 60일간)하고 있고, 3호기 맨홀(#2, SFB 차수막 하부 유공관을 통해 지하수가 유입되어 터빈갤러리를 통해 배출되는 곳)의 고인 물 1톤 및 실험수 1L·10L와 주변 공기의 삼중수소 농도 분석도 매일 수행하고 있다.

아울러 ▲1호기 터빈갤러리 바닥 침전물의 감마핵종 검출 원인도 검토 중이다. 현재 조사단은 감마핵종 검출 원인 파악을 위해 터빈갤러리, 복수기 냉각수 배출관로, 영구배수시설 구조조사 및 감마핵종 분석 등을 수행하고 있다.

1호기 터빈갤러리 하부에는 1호기와 2호기 복수기 냉각수 배출관로가 접속구를 통해 각각 연결돼 있고, 배출관로를 통해 발전소에서 발생한 액체폐기물이 희석·배출되고 있다.

2호기 복수기 냉각수 배출수는 낙차, 온도차, 차염소산나트륨 첨가 등으로 인해 기포가 발생하며, 배출관로의 접속구를 통해 1호기 터빈갤러리로 간헐적으로 유입되고 있었다.

기포에 함유된 감마핵종이 침전물과 함께 장기간 누적되고, 지하수가 많이 유입되는 풍수기에 터빈갤러리 전체로 확산된 것으로 추정되며, SFB 냉각수가 원인은 아닌 것으로 판단된다고 조사단은 설명했다.

또한 ▲부지내 관측정 측정값 추이분석 및 원인과 관련, 조사단은 WS-2 관측정에서 확인된 높은 삼중수소(2만8200Bq/L, 2019년 5월)의 원인을 규명하기 위해 현장조사 및 측정자료 분석과 함께 주요 누설원으로 추정되는 지하에 매설된 배관에 대한 현장 채굴 및 배관 비파괴검사, 국내·외 자료 검토 등을 수행하고 있다.

자료 검토 및 현장 채굴을 통해 2012년 이후 배관 내 침식·부식 및 접합부 손상에 따라 지상 용출 후 터빈계통수 및 물처리중화조 매설배관의 누설을 인지했던 사실을 확인했고, 보수 이력 상황도 확인했다.

원자로격납건물과 SFB 구조체 주변의 추가 탄소강 매설배관 설치 및 보수 이력을 확인하고, 현재 조사를 진행 중이며, 매설배관 경년열화관리 프로그램의 강화, 보수 데이터 및 폐기 매설배관의 관리실태 개선 필요성을 확인했다고 조사단은 밝혔다.

▲외부환경으로 유출 여부에 대해 조사단은 현재로는 방사성물질의 외부환경 유출 여부를 판단하기 어려우며, 향후 기존 및 신규 관측공의 수위측정, 수리시험, 방사성물질 분석 등의 정밀조사를 통해 방사성물질의 외부환경 유출 여부를 확인할 예정이라고 말했다.

조사단이 앞으로 수행할 분야별 조사계획을 보면, 현재 지하수를 통한 부지내 방사성물질의 유출 여부를 확인하기 위해 지하수 흐름분석을 수행하고 있으며, 부지내 강수량, 관측공의 현장조사 및 구조물(터빈 갤러리, 냉각수 도관 등) 영향분석 등을 통해 지하수위 분포를 분석하고 있다고 설명했다.

월성부지 상류에서 하류방향으로 나산천 삼중수소 1회 분석결과, 16.9~19.9Bq/L로 나왔으며, 향후 월 1회 하천수의 삼중수소 분석에 의해 나산천을 통한 방사성물질 유출 여부를 조사할 예정이다.

해안에 가까운 쪽 관측공의 삼중수소 농도는 2021년 8월 현재 수십~수백 Bq/L(500 Bq/L 미만)이며, 앞으로도 월 1회 이상 측정을 통해 방사성물질의 시간적인 변화를 조사한단는 방침이다.

조사단은 향후 월성 1호기의 SFB 벽체 및 주변 구조물의 누설여부 및 누설규모, 부식상태, 콘크리트 투수계수 평가 등을 통한 건전성 확보방안을 검토할 계획이다.

또한 SFB 저장조 내부 에폭시의 건전성 확인, 보수 이력 및 보수 방안을 검토하고, 2~4호기의 SFB 구조체의 건전성 확보 방안도 검토할 예정이다.

삼중수소 수중전이 예비실험 결과를 기반으로 추가 실험을 실시하고, 맨홀 유입수 발생 원인 조사 및 SFB 차수막 성능 시험도 실시하고, 복수기 냉각수 배출수의 가스발생 실험 및 침전물 분석을, 냉각수 배출관로와 터빈갤러리 간 접속구에 배수구 설치도 제안할 방침이다.

특히 방사성물질 발생 예상지점에서 확산방향을 따라 부지경계 지점까지 추가 시추공 굴착을 통한 지하수위 측정, 삼중수소 분석, 수리시험 및 시추코어 검증 등을 시행하고, 지하수 조사 분석과 모델링을 통해 외부환경 유출 여부도 확인할 계획이다.

한편 조사단은 일부 언론에 보고서가 사전유출된 사안과 관련, "조사단과 협의회는 지난 8월12일, 제3차 합동회의를 통해 지금까지의 조사결과를 국민에게 공개하기로 결정하고, 9월9일 합동회의를 거쳐 발표할 예정이었으나, 이 과정에서 내부 논의가 완료되지 않은 발표자료 초안이 일부 언론에 부정 유출된 사건은 조사의 공정성과 신뢰성을 훼손할 수 있는 중대한 사안임을 인식하고 단호하게 대처하기로 뜻을 모았다"고 밝혔다.

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