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특집 | 탈(脫)원전을 다시 생각한다

큰 지진 올 수 있다 원전 관리 신뢰·소통 더 필요

지진과 원전 안전

  • 정현상 기자|doppelg@donga.com

큰 지진 올 수 있다 원전 관리 신뢰·소통 더 필요

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  • ● 지난해 경주 지진 이후 불안감 고조
  • ● 文대통령 “활성단층 조속히 확인해야”
  • ● 한수원, 비밀주의 파괴 시도
  • ● 이관섭 사장 “눈으로 보고 믿게 하자”
  • ● 내진성능 보강 규모 7.0(0.3g) 수준으로
문재인 대통령이 내건 탈(脫)원전 정책의 핵심은 크게 세 가지다. △공론화를 통한 고리원전 5·6호기 건설 백지화 △노후 원전 수명연장 금지 △신규 원전 건설 전면 중단이다. 이전 정부가 펴온 원전 확대 정책과 정반대 길이다.

그 핵심 이유는 안전 문제다. 특히 지난해 9월 12일 발생한 경주 지진으로  원전의 안전성 문제가 초미의 과제로 떠올랐다. 경주 외곽에서 발생한 리히터 규모 5.1, 5.8 지진은 ‘한반도에 큰 지진은 없다’는 고정관념을 뒤흔든 사건이었다. 이후 여진은 올해까지 지속됐고, 시민들이 느낄 수 있을 정도의 지진이 끊임없이 발생하고 있다. 5월 5일엔 전남 구례군에서 규모 3.0의 지진이 발생했다. 한반도가 더 이상 지진 안전지대가 아님이 분명해진 상황이다.



활성단층 조사에 2021년까지 105억

이 때문일까. 지진으로 인한 원전사고에 대한 국민의 불안감은 크게 고조됐다. 환경운동연합이 지난해 10월 실시한 여론조사에 따르면 응답자의 79.8%가 지진 위험 지역에 지어진 원전의 가동을 중단하고 안전 점검을 해야 한다고 답했다. 또 지난해 6월 건설 허가를 받은 신고리 5·6호기 원전 건설에 대해서는 전면 중단(41.5%)과 재검토(39.6%) 의견이 계획대로 건설(11.8%)하자는 의견에 비해 월등히 높았다. 특히 건설 예정 부지 인근 지역인 부산, 울산, 경남 응답자들의 반대 목소리가 컸다.

문재인 대통령은 후보 시절인 4월 11일 부산에서 “원전 안전성 확보를 국가과제로 추진하겠다. 월성원전 30㎞ 반경 안에 127만 명, 고리원전 30㎞ 반경 안에 341만 명의 주민이 거주하고 있다. 세계 최대의 원전 밀집 지역이다. 월성·고리 원전의 안전 확보는 곧 국민의 생명을 지키는 일”이라고 말했다. 이에 앞서 지난해 경주 지진 이후 고리원전을 방문해서는 “(경주 지진으로) 양산단층대(경주∼양산∼부산)가 활성단층(260만 년 전부터 최근 사이에 활동한 단층)일 가능성이 커졌다”며 “대한민국에서 이 지역이 지진에 취약한 곳이라는 게 증명된 만큼 원전 단지로서 부적절할 수도 있다. 조속한 확인이 필요하다”고 주장했다.



경주 지진은 양산단층이 재활성단층임을 확인해줬다. 양산단층은 길이 150km 이상으로 교동-연동-가천-월평-신평-보령사-덕곡 지역 등에 걸쳐 있으며, 고리원전과는 23km, 월성원전과는 25km, 한울원전과는 31km, 한빛원전과는 231km 떨어져 있다.

경주 지진 이후 정부 당국과 원전 운영자인 한국수력원자력은 국민의 우려를 불식하기 위해 여러 조치를 취했다. 정부(당시 국민안전처)는 지난해 9월 20일 “2017년부터 25년간 총 525억 원을 투입해 한반도 활성단층에 대한 전면 조사에 착수하고, 1단계로 지진 빈발 지역과 대도시의 활성단층 조사에 2021년까지 105억 원을 투입할 계획”이라고 밝힌 바 있다. 한수원은 원전의 내진설계 강도를 높이는 등 여러 후속작업을 취하고 있지만 다수 국민은 여전히 불안감을 감추지 못하고 있다.



신고리 5·6호기 주변 단층 성격은

한수원은 특히 신고리 5·6호기 설계 당시 활성단층을 부정하거나 고의로 설계에 반영하지 않았다는 비판을 받았다. 원자력안전위원회(원안위)가 건설 허가를 심의한 세 차례 회의에서 한수원이 ‘부산 남동부 해안 20㎞ 해양 탐사 결과 활성단층이 존재하고 이것이 육상의 일광단층과 연결됐을 가능성이 있다’고 언급한 김한준 해양과학기술원 박사의 논문을 한 번도 언급하지 않았고, 원안위에 보고한 안전성 분석 보고서에 이를 반영하지 않고 숨겼다는 내용이다.

하지만 한수원은 김한준 박사의 논문이 신고리 5·6호기 심사가 끝난 뒤에 발표돼 심의 때 이를 언급할 수 없었으며, 해양단층이 활동성단층(50만 년 내 2회, 3만5000년 내 1회 활동한 단층)이라는 증거가 없다고 주장했다. 다만 한수원은 발생 위치, 지하단층 분포 등 지진 특성을 분석해 활동성 단층으로 확인될 경우 안전성평가를 수행하겠다고 밝혔다.

이관섭 한수원 사장은 또 3월 7일 경주화백센터에서 열린 ‘2017 원전 안전성 증진 심포지엄’에서 “원자력 안전을 위해 부단히 설비를 개선했다. 안전성을 높이기 위해 이 방법 저 방법 연구도 많이 했다. 그러나 구호에 치중한 면도 있었고, 국민에게 믿음을 주기에는 부족했다. 이제는 달라져야 한다. 그동안 원전 안전을 믿어달라고 말로 호소했다면, 지금부터는 국민이 눈으로 보고 ‘원전이 안전하다’고 인정하도록 하자”며 결의를 다졌다.

더욱이 지난 4, 5월 초에는 그동안 한수원이 보여왔던 ‘비밀주의’를 파괴하고 새로운 차원의 안전소통위원회를 열었다. 환경단체 측 7인과 한수원 측 7인으로 구성된 안전소통위원회는 대국민 소통 활성화를 위한 원전 정보 확대 공개 방안과 고리1호기 해체 현황과 계획을 공유하기 위한 협의체 구성 등에 대해 논의했다. 정보 공개와 소통이 원전 신뢰의 바탕임을 다시금 확인한 것이다.

그동안 한수원은 원전 운영 정보와 사건사고 정보 등은 공개해왔지만 안전성평가와 관련된 정보는 공개하지 않았다. 향후 가동 원전의 인허가 서류와 원전 운영 안전 정보 등의 공개 범위를 확대할 것으로 보인다. 원전 해체는 많은 돈과 긴 시일이 걸리는 사안이므로 이에 대해서도 지역 주민 등과 긴밀한 협의가 필수적이다. 한수원은 향후 고리1호기 최종해체계획서를 작성하고 지역협의체를 구성해 원전해체사업과 관련된 정보를 서로 공유할 계획인 것으로 알려졌다.



“규모 7.0 넘는 지진 예상하기도”

그러나 지금 당장 원전 주변 지역에서 지진이 발생한다면 과연 한수원은 제대로 대처해 원전을 안전하게 운영하고, 국민의 불안감을 씻어줄 수 있을까. 탈원전이나 친(親)원전 어느 한쪽의 주장만 갖고 판단하지 말고 공론화위원회 시민대표참여단의 시각으로 꼼꼼히 짚어보자.

먼저 국내 원전은 지진으로부터 안전한가 하는 질문에 대해 기술적인 답변을 찾기는 어렵지 않다. 국내 원전은 지난해 경주 지진(리히터 규모 5.1, 5.8) 정도의 규모는 견딜 수 있도록 설계돼 있다. 현재 국내 원전 내진설계 기준값은 대부분 0.2g(리히터 규모 6.5)이며, 신고리 3~6, 신한울 1·2호기는 부지 여건을 감안해 0.3g(리히터 규모 7)의 지진 값으로 내진설계됐다. 설계수명은 60년이다.

한수원은 지난 3월 신월성 1·2호기 원전의 핵심 설비인 안전정지계통에 대한 내진성능을 보강해 규모 7.0(0.3g)의 강진에도 견딜 수 있게 했다. 안전정지계통은 비상시 원전을 안전하게 정지하고 원자로를 냉각하는 장치다. 규모 7.0은 작년 9월 12일 경주 지역에서 발생한 지진 규모 5.8보다 에너지가 64배 큰 수준이다.

주요 국가의 원전 내진설계 기준을 보자. 미국(0.05~0.75g), 일본(0.37~0.6g), 독일(0.05~0.2g), 중국(0.15~0.3g) 등 원전 위치에 따라 상당한 차이가 있음을 알 수 있다. 한국은 일단 세계 대규모 지진의 80%가 일어나는 불의 고리(Ring of Fire·환태평양조산대)인 지구의 판 경계지역에 있지 않으므로 내진성능을 7.0보다 더 높일 필요가 없다는 게 그간 한수원의 견해였다.

내진설계값 단위 ‘g’는 중력가속도를 뜻하는데, ‘중력’을 뜻하는 ‘gravity’에서 따왔다. 0.2g의 의미는 중력가속도(9.8m/sec2) 힘의 20%를 옆으로 받는다는 뜻이다. 그래서 구조물이 흔들리고 부서지게 된다. 내진설계값이 0.2g라는 것은 전체 시설 가운데 가장 취약한 부분, 즉 배관·패널·계기판 등 시설이 최소한 이 수치 이상 돼야 한다는 뜻이다. 격납고 같은 경우 0.7g로 튼튼하게 설계될 수도 있다.

장순흥 한동대 총장은 3월 7일 ‘원전 안전성증진 심포지엄’에서 “원자력발전은 전기 에너지원 중 환경 영향이 가장 적으며, 안전관리를 철저히 하면 지속가능한 발전원이 될 수 있다”고 강조하며 “국민이 우려하는 지진과 관련해 한국에서 규모 7.0 이상의 지진이 발생할 가능성은 낮으며, 가동 원전을 대상으로 수행하고 있는 스트레스 테스트 결과와 같이 현재의 원전 내진설계기준은 안전에 문제가 없다”고 설명했다. 스트레스 테스트는 지진·해일 등의 자연재해나 갑작스러운 전력공급 상실 등 중대사고를 일으킬 수 있는 극한 상황에서 원전이 어느 정도 견딜 수 있는지를 평가하는 것이다.

물론 7.0보다 더 큰 규모의 지진이 발생할 가능성이 있다고 주장하는 학자들도 있다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 ‘한반도 지체구조구 모델과 최대지진규모’라는 논문에서 7.45±0.04 규모가, 김영석 부경대 지구환경과학과 교수는 ‘한반도 남동부 제4기 단층들의 단층변위자료를 이용한 지진규모 예측’에서 7.3 규모가 일어날 수 있다고 주장했다. 이에 대해 한수원은 정부 및 국책연구기관 등의 공신력 있는 조사 결과가 나오면 이에 따라 필요한 후속조치를 취해나갈 계획이라고 밝혔다.



경주 지진 때 자동정지 안 된 이유

한반도에서 관측 지진가속도는 0.01g 이상이며, 발전소별로 독립적인 지진감시시스템이 구성돼 있다. 지진감시설비에 설치된 지진계측기는 모두 158대이며, 원자로 자동정지설비에 설치된 지진계측기는 모두 96대다. 지진관측소는 발전소 주변 지역에 13개를 운영하고 있고, 145개의 관측망을 갖고 있는 기상청, 38개를 갖고 있는 한국지질자원연구원 등과 정보를 공유하고 있다.

지난해 9월 12일 경주 지진 발생 뒤 한수원은 모든 원전에 대해 미국 전력연구소 지진대응지침(EPRI NP-6695)에 따라 정밀점검을 시행했으며, 지진으로 인한 영향이나 손상은 없었다고 밝혔다. 펌프, 탱크, 열교환기, 공기압축기, 차단기, 변압기, 디젤엔진 등에 물리적 형상 변형이나 손상이 없었다. 증기발생기와 전류시험, 격납건물 누설률 시험에서도 기준을 만족했다.

당시 한수원은 월성 1~4호기 가동을 수동으로 정지했다. 그러자 왜 지진 발생 뒤 곧장 자동 정지되지 않았느냐는 의문이 제기됐다. 한수원은 “원전이 자동 정지되는 안전정지지진(SSE) 기준은 0.18g인데, 초기 월성1호기에서 측정된 최대 지진가속도 값은 0.0981g였다. 이후 원전 안전을 유지하기 위해 정밀분석 후 월성원전 1~4호기를 전력거래소와 협의해 순차적으로 정지했다”고 밝혔다.

한수원은 이후 원전의 주요 안전정지유지계통 내진성능을 0.2g에서 0.3g로 보강 중이며, 최대로 높일 수 있는 내진성능을 평가해 필요시 내진성능 개선을 추진할 예정이다. 안전정지유지계통은 원자로 반응도 제어, 원자로냉각재 압력 제어, 잔열 제거, 비상디젤발전기 필수냉각수, 격납건물 격리, 사용 후 연료냉각 등을 뜻한다. 월성1~4, 고리1·3·4, 한빛1~6, 한울3~6 등 17개 호기는 내진보강 작업을 완료했고, 2017년에 신고리1·2, 신월성1·2호기를 완료하며, 2018년 6월까지 고리2, 한울1·2호기를 완료할 계획이다. 내진보강은 주로 계획예방정비기간에만 가능해 일정을 추가로 단축하기는 어렵다고 한다.



쓰나미 대비책

지진과 원전 관련해 우리가 기억하는 최악의 장면은 후쿠시마 원전 사고일 것이다. 만약 거대한 쓰나미가 동해안에 밀어닥쳐 우리 원전을 덮친다면 그와 똑같은 일이 일어날까.

우리나라 원전은 상대적으로 부지 및 시설이 쓰나미에 안전하게 방호되도록 설계돼 있다. 과거에 우리나라에 영향을 미친 최대 쓰나미를 기준으로 설정하고 이에 안전 여유도를 더해 큰 규모의 쓰나미에도 안전하도록 건설했다. 국내에서 발생한 쓰나미 가운데 가장 큰 것은 1993년 경북 울진에서 일어난 2.56m와 1983년 강원 동해시 묵호에서 일어난 3.9m다. 

더욱이 기본적으로 우리나라 원전(PWR·가압경수로)은 후쿠시마 원전(BWR·비등수형경수로)과 원자로의 종류가 다르고, 구조적으로 격납용기 내부 체적이 5배나 더 크다. 또 우리나라 원전은 쓰나미로 인해 전기가 끊겨도 증기발생기를 이용한 노심 냉각이 가능하며, 노심이 녹아 수소가 발생해도 전기 없이 작동하는 수소재결합기가 있어 수소폭발이 일어나지 않는다.

경주 지진 이후 언론은 원전 운영과 관련해 무수히 많은 문제점을 지적했다. 밀폐형 방수문 설치 지연, 내진설계 기준을 넘어서는 큰 지진이 발생할 경우의 대응 방안, 활성단층 문제 등 하루가 멀다 하고 관련 뉴스를 내보냈다. 그만큼 원전의 안전성 문제에 대한 국민의 관심이 높았다.

밀폐형 방수문은 후쿠시마 원전 사고 이후 쓰나미에 대비해 내진성능을 더 갖추기 위한 필수 조치로 거론됐다. 이는 내진, 방수, 방화 등 3단계 연속시험을 통해 극한 재해 상황에서도 기능을 발휘토록 개발된 다기능 방수문이다.

한수원은 이 장치를 애초 2014년 12월에 설치할 계획이었으나 여러 가지 사정으로 지연됐다. 규제 요건이 강화되고, 국내 업체가 최초로 개발하는 것이라 시행착오를 겪은 데다, 제작업체의 경영 여건이 악화돼 작업이 늦어졌다. 한수원은 2016년 11월 인허가가 완료된 한빛3 발전소를 시작으로 2018년 12월까지 모든 원전의 방수문 설치공사를 마무리할 계획이다.



월성1호기 부등침하 기준 이내

방수문을 포함해 지진, 해일 등의 재해 대비 사업은 모두 10개 분야로 소요예산만 920억 원에 달한다. 지진 자동정지 설비, 원전부지 최대 지진에 대한 조사연구, 고리원전 해안방벽 증축 등은 이미 완료됐고, 안전정지유지계통 내진성능 개선과 용수공급시설 내진성능 개선 등은 올해 말과 내년 4월까지 각각 매듭지을 계획이다.

경주지진 발생 시 월성1호기 지진계측값이 2~4호기에 비해 컸는데, 이는 1호기의 암반특성(이질암반에 따른 부등침하)에 기인한 것으로 보여 원전 안전에 문제가 있는 것 아니냐는 지적도 있었다. 하지만 부등침하량은 2015년 12월 당시 약 7.65mm로 설계기준(12.95mm)의 59.0%이고 1980년 중반부터는 침하가 더 이상 진행되지 않는 안정된 지반 상태를 보이고 있는 것으로 파악됐다. 한수원은 이질지반에 기인한 부등침하는 월성1호기의 안전 운전과는 아무런 관련이 없다고 밝혔다.

고리 2호기, 한울 1·2호기 내진보강 대책에 대해서도 집중 질타를 받았다. 고리 2호기의 경우 내진검증 문서는 확보하고 있지만 일부 기기의 외국산 자재 사용으로 조달 방법이나 품질서류 검증 등에 많은 시일이 걸린다. 더욱이 계획예방정비 기간에만 추가 조치가 가능해 2018년 4월에나 보강이 완료된다.

내진검증 문서가 없는 한울 1·2호기는 즉각 가동을 중단해야 하는 것 아니냐는 문제 제기도 있었다. 그런데 한울1·2호기는 프랑스 프라마톰 사에서 도입한 원전으로 내진설계 기준 0.2g에 대한 내진검증이 정상적으로 이뤄졌고 검증 문서 제공이 계약에 포함돼 있지 않았다고 한수원은 밝혔다. 건설 당시 프라마톰 사가 내진설계 후 인허가를 받아 설비를 공급한 것으로 제작사가 설계 문서를 보유(최종안전성분석보고서에 제작사 검증 문서 열람 가능 명시)하고 있다고 한다. 제작사가 지적재산권 문제로 한수원에 내진검증 문서를 판매하지 않기 때문에 한수원은 자체적으로 내진검증 문서를 개발 중이며 이를 기초로 2017년 12월 말까지 내진성능을 강화할 예정이다.





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