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3월 11일 오후 2시 46분에 진도 8.9 지진이 발생했다. 진앙지는 센다이시 동쪽 근해 해저이며,
근처 일본 동북부에 위치한 원자력 발전소는 모두 자동으로 정지 되었다.
한편, 이때 후쿠시마 제 1원전 부지에 있던 원자력 발전소 6시중 1,2,3호기는 운전중, 즉 전력생산을
위한 모든 일들이 진행중이었다.
여기서 이해를 돕기 위해서 원자력 발전의 원리를 설명하겠다.
솥에 물을 넣고 불을 때면 증기가 나온다. 액체상태에서 기체상태로, 즉 물에서 수증기로 변하게
되면 그 부피가 엄청나게 커진다. 부피가 커진다는 것은 팽창한다는 것이고 이 팽창하는 힘을
이용하여 발전기 터빈을 돌리는 것이 바로 원자력 발전의 원리이다.
여기서 원자력 발전의 장작(열원)은 보통 우라늄, 플로토늄 같은 핵연료물질의 핵분열 반응이다.
화력 발전소의 경우로 보면 석탄이나 석유의 연소(태우는것)가 바로 열원이 된다.
터빈을 돌린 증기는 식혀져서(응축), 다시 물로 되고 이는 다시 열에 의해 증기되는 과정이 반복된다.
이 물(증기)는 원자력 발전의 열의 근원이라 할 수 있는 핵물질들을 식혀주는 (냉각) 작용을 한다.
즉 한국이나 일본에서 사용되는 대부분의 원자력 발전소의 냉각제는 물이다.
<BWR 원자력발전소에서 물의 순환>
후쿠시마 원전의 문제의 근원은 바로 이 냉각능력이 상실되었다는 것이다.
비록 자동으로 원자력 발전소가 정지 되었지만, 열원 자체가 순식간에 사라지는 것이 아니다.
원자로 안의 내부 온도가 수백도다. 이 열이 식으려면, 냉각장치가 계속 돌아야가야한다.
하지만 일본 대지진의 여파로 여러 방식으로 제작된 냉각장치 모두가 고장난것이다.
지진 발생후 비상 디젤발전기를 이용하여 물을 순환시켜 잔열을 제거 중이었지만
가동후 1시간만에 발전소에 덮친 쓰나미 때문에 발전기 정지, 정전사태가 발생했다.
<사고 진행>
3월 12일, 1,2,3호기의 냉각제 수위가 원자로심의 잔열때문에 서서히 감소한다. 증발에 따라,
냉각제 계통의 압력증가가 발생한다. 3월 12일 오전 2시, 1호기 격납건물의 압력이 600kPa로
상승한다. (정상압력은 400kPa). 12일 오후 6시 발전소에 설치된 TV 카메라로 1호기 폭발 장면
이 포착된다. 앞으로 계속되는 수소 폭발은 핵물질의 감싸고 있는 피복재 (즉 껌을 감싸는
껌종이가 바로 이 피복재인데 껌이 외부로 유출되는 것을 막아줌) 가 지르코늄 (Zr) 인데,
고열이 된 지르코늄이 물과 반응해 수소과 발생하고 수소과 외부로 새고 있다가 산소와 반응해서
발생한다.
Zr(지르코늄)+2 H2O(물) -> ZrO2 + 2 H2 (수소) + 열
1호기 폭발 이후, 원전 주위의 방사능 측정치가 급격히 올라가기 시작한다.
NHK 일본 방송사에 따르면, 방사선 노출량이 시간당 1,015μSv (마이크로 시버트)로
일반인의 1년간 허용 피폭량에 해당하는 것이다. 일이 점점 커지기 시작한다.
한편 핵분열 생성물인 세슘(Cs-131)과 요오드(I-131)이 냉각수 배수구에 탐지 되기 시작한다.
일본정부는 대피령 범위를 3km, 10km, 20km로 넓어지며, 요오드에 노출된 사람을 보호하기
위한 요오드화 칼륨(KI)를 나누어 줄 준비를 하기 시작한다.
<헬리콥터 후쿠시마 제1원전 3호기 해수살포 장면>
이후 상황은 모두가 방송이나 신문 기사를 통해 접하다시피, 후쿠시마 원전의 잔열들을
제거하기 위한 노력이 펼쳐지기 시작한다. 이는 본 사이트의 원자력이야기에서 다루지 않고,
후쿠시마 원전이 얼마나 큰사고인가 라는 것과 도대체 방사능이 무엇이며, 단위는
도대체 어떤 양을 나타내는가에 대한 이해를 돕기 위한 내용을 덧붙이고자 한다.
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