삼중수소 공포 완화 과제

최근 후쿠시마 다이이치 원자력 발전소에서 처리된 폐수 방출에 대한 논의가 시작되기 전까지 많은 사람들은 아마도 “삼중수소”라는 단어를 들어본 적이 없었을 것입니다.

연구자로서의 나의 시작은 TV 애니메이션 기동전사 건담을 시청한 것이었습니다. 그 애니메이션의 메카 슈트는 삼중수소로 구동되었으며, 현재 제가 연구하는 주제 중 하나는 그 연료를 안전하게 처리하여 소형의 고효율 핵융합로를 만드는 방법입니다. 저의 취미 중 하나는 전국의 천연 온천을 방문하여 샘플을 채취하고 삼중수소 농도를 측정하는 것입니다. 개인 생활과 직업 생활 모두에서 삼중수소와 깊이 관련되어 있는 전문가로서 저는 삼중수소에 대한 제가 이해한 내용을 가능한 한 명확하게 말로 공유하고 싶습니다.

사람들이 괴물을 두려워하는 이유는 그들이 무엇인지 이해하지 못하기 때문이다. 삼중수소도 마찬가지이기 때문에 사람들이 더 나은 이해를 갖고 직면할 수 있다면 그렇게 극단적인 두려움을 가질 이유가 없을 것입니다.

후쿠시마 다이이치 원자력 발전소에서는 녹은 연료 잔해물을 냉각하기 위해 물을 사용하고 있으며, 이로 인해 물이 고농도의 방사성 물질로 오염되었습니다. 원자로실에도 지하수가 유입되고 빗물이 스며들어 하루 약 100톤의 오염수가 발생한다. 물은 흡착 장비를 통해 흘러 세슘과 스트론튬의 주요 방사성 원소를 대부분 제거합니다. 그런 다음 ALPS(Advanced Liquid Processing System)를 거쳐 삼중수소를 제외한 대부분의 다른 방사성 원소를 제거한 후 탱크에 저장합니다. 이 마지막 단계를 우리는 “처리수”라고 부릅니다.

ALPS는 오염된 물에서 삼중수소를 제외한 62종의 방사성 물질을 제거해 '처리수'를 만들어낼 수 있다. (© Nippon.com)

삼중수소는 화학적 성질은 동일하지만 일반적인 수소 원자보다 중성자가 2개 더 많은 수소의 동위원소입니다. 불안정한 상태로 존재하며 베타 입자를 방출할 때 붕괴되어 양성자 2개와 중성자 1개를 갖는 안정한 헬륨 동위원소가 됩니다. 방출된 베타 입자는 베타선으로 알려진 에너지 전자입니다. 그러나 삼중수소 베타선의 에너지는 다른 방사선에 비해 극히 낮으며 종이 한 장으로도 차단할 수 있습니다. 즉, 피부나 용기를 통과하지 못하므로 외부 노출의 위험이 없습니다.

그러나 수분을 함유한 삼중수소가 인체에 유입되면 내부 방사선 피폭을 유발할 수 있습니다. ALPS 처리수를 바다로 방류하는 것에 대한 우려가 커지고 있는 것은 바로 이 지점일 가능성이 크다. 물론 인체 내 삼중수소 농도가 너무 높아지면 문제가 되지만, 세계보건기구(WHO)는 삼중수소 농도가 리터당 1만베크렐인 물을 마셔도 안전하다는 지침을 내놨다.

후쿠시마 제1원전의 계획은 ALPS로 처리된 삼중수소를 바닷물로 희석해 WHO 가이드라인의 6분의 1 미만인 최대 농도 1,500Bq/L까지 희석해 방출한다는 계획이다. 즉, 소금을 제거했다면, 선방출된 물 자체는 마셔도 인체에 아무런 영향을 미치지 않습니다. 이 삼중수소 처리수를 1년 동안 마셔도 내부피폭으로 인한 심각한 영향은 없습니다. (물론 바닷물 자체는 마실 수 없습니다.)

그러면 그 물은 바다로 방출될 것이다. 바닷물의 희석력은 너무 커서 배출 지점에서 불과 몇 킬로미터 떨어진 곳에서 잡힌 어류나 수집된 물에서 배출과 관련된 삼중수소의 상승을 감지하는 것이 극히 어렵습니다.

연간 노출량은 재해 대비 지침에 따라 하루에 2.25리터의 물을 소비한다고 가정하여 계산됩니다.

삼중수소는 핵분열 반응에서 항상 생성되는데, 이는 세계의 모든 원자로와 핵연료 재처리 시설이 정상 가동 중에도 삼중수소를 방출한다는 것을 의미합니다. 전체 생산량은 후쿠시마 다이이치의 ALPS 처리수의 총량보다 훨씬 크며, 그럼에도 불구하고 해수 삼중수소 농도의 측정 가능한 증가는 없습니다.