[알쏭달쏭 과학세상 (20)] 후쿠시마 원전 1년째 식지않은 이유

[알쏭달쏭 과학세상 (20)] 후쿠시마 원전 1년째 식지않은 이유
기사입력 2012.02.29 17:05:00 | 최종수정 2012.02.29 19:51:35

지난해 12월 일본은 후쿠시마 제1원전이 수습 상태에 들어갔다며 `냉온정지(원자로 온도를 100도 이하로 유지)`를 선언했다. 그러나 최근 공개한 후쿠시마 원전 주변은 고농도의 방사선량 때문에 현장 접근이 15분밖에 허용되지 않았다고 일본 언론은 전했다. 후쿠시마 원전에서 가동이 멈춘 지 1년이 지났지만 열이 발생하는 이유는 무엇일까. 전문가들은 방사성 물질이 붕괴하며 생기는 `붕괴열` 때문이라고 설명한다. 원자로는 우라늄의 핵분열 연쇄반응으로 발생하는 에너지를 이용한다. 원자로 원리는 원자폭탄과 같지만 반응이 천천히 발생하는 원료를 사용하는 점이 다르다. 우라늄은 원자 한 개에 양성자와 전자가 각각 92개 있지만 중성자 수는 다양하다. 중성자 수에 따라 우라늄-234, 우라늄-235, 우라늄-238로 구분된다. 우라늄-235는 중성자와 부딪쳐 핵분열이 잘 일어난다. 반면 동위원소(중성자 수가 다른 형제원소)인 우라늄-238은 중성자를 흡수한다. 원자폭탄을 만들 때는 핵분열이 활발한 우라늄-235를 90% 넘게 사용한다. 하지만 원전연료는 우라늄-235가 약 3% 수준에 불과하다. 갑자기 폭발하지 않고 핵분열이 천천히 일어나는 이유다. 원전 가동을 중단해도 열이 발생하는 것은 핵분열에 따라 발생한 여러 가지 방사성 물질들이 붕괴하면서 에너지(붕괴열)를 내기 때문이다. 우라늄이 쪼개지면 세슘, 요오드 같은 핵분열 생성물(방사성 물질)이 나온다. 이재기 한양대 원자력공학과 교수는 "현재 발생하는 붕괴열로 핵연료가 녹을 정도로 온도가 상승하지는 않을 것이다. 다만 물로 식히지 않으면 700~800도까지 올라갈 수 있으므로 100도 아래로 안정시키려면 꾸준한 냉각이 필요하다"고 말했다. [심시보 기자] [ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]