후쿠시마 오염수 해양투기 대응 기획(1)

우선 오염수라는 것은 사고가 발생한 후쿠시마 원전의 1~3호기 원자로 안에 있는 핵연료 물질로 인해서 발생하는 것으로 국한할 필요가 있다. 말하자면 논의의 편의를 위해 후쿠시마현 안에서 생성 중인 다른 원인의 오염수는 일단 제외한다. 일본 정부 자료에 따르면 사고 당시 원자로 안에만(핵 수조 제외) 총 1496개의 핵연료 집합체가 있었다.

핵 연료 집합체 1개당 약 845kg의 핵연료가 들어가기 때문에 1496개의 핵연료 집체에 0.85톤을 곱하면 약 1272톤의 핵연료가 있었다. 1272톤의 핵연료는 폭발하면서 콘크리트나 스테인리스 등 원자로 안에 있던 시설물과 뒤섞인 채로 원자로 안에 여기저기 덕지덕지 붙어 있고, 지금은 지하수나 냉각용 물과 뒤섞이면서 오염수를 만들어 내는 중이다.

일본 정부는 이렇게 발생한 오염수를 탱크에 보관해 왔는데, 작년 11월 기준 현재 후쿠시마핵발전소 내 탱크는 오염수 보관 탱크가 1046개, 스트론튬 처리 오염수 저장 탱크 24개, 담수화 처리 오염수 저장 탱크 12개, 농축염수 1개 등 총 1083개라고 밝히고 있다.

이렇게 보관 중인 오염수의 총량은 2024년 1월 말 기준 133만㎥이다. 이는 곧 ALPS(=일본 정부가 ‘다핵종제거설비’라고 명명한 장치)를 거친 오염수다. 우리가 일본 정부의 주장을 믿지 않고 ALPS로 처리한 물을 여전히 오염수로 부르는 이유는 두 가지다. ①ALPS는 인체에 치명적인 영향을 주는 방사성핵종인 삼중수소와 탄소-14를 전혀 처리할 수 없으며 그대로 존속된다는 점, ②기타 핵종의 경우에는 ALPS 처리를 해도 전부 제거되는 것이 아니며 계속해서 남아 있다는 점 때문이다. 이런 두 가지는 일본 정부와 IAEA 등도 인정하는 객관적인 ‘팩트’이다. 쟁점은 바로 여기에서 나타난다. 일본 정부는 남아 있는 핵종의 양을 바닷물에 희석하면 인체에 영향을 줄 수 있는 수준이 아니라고 주장한다. 일본 정부가 제시하는 것은 소위 ‘고시 농도’의 개념인데 이는 근본적인 내용을 호도하는 개념이다. (고시 농도 관련해서 이 글 세 번째 꼭지 참조)

모든 핵폐기물은 분리와 격리가 원칙이며, 보관의 경우에도 환경 속에서 활동성이 현저하게 줄어들 수 있도록 고체화하는 것이 원칙이다. 후쿠시마핵발전소의 오염수는 전형적인 핵폐기물이다. 핵물질과 직접 접촉해서 방사성핵종이 다량 들어 있는 핵폐기물을 그대로 버리는 행위는 있을 수 없는 일이다. 일본 정부의 주장대로라면 세계의 모든 국가가 핵폐기장 설립 때문에 고민할 필요가 없다. ALPS 처리를 해서 바다로 방류하면 간단하게 해결되기 때문이다.

일본 정부와 도쿄전력은 원자로 안에서 핵연료와 뒤섞인 오염수에 들어 있는 핵종을 밝힌 바 있다. 원래 핵분열 생성물의 종류는 1000종 이상이지만 워낙 많은 수치라서 이를 전부 관리할 수는 없다. 도쿄전력은 핵분열 시의 생성 비율에 따라 비교적 검출이 가능한 핵종, 즉 원자로 안 오염수에서 주로 검출이 가능했던 핵종은 1~3호기 모두 대개 평균 210종이라고 밝혔다. 이를 편의상 ‘인벤토리 핵종’이라고 부른다. 1000종에서 200여 개의 종으로 대략 800개의 핵종을 제외하는 과정, 즉 그 어떤 조치도 없이 800개의 핵종이 관리 대상에서 제외되었다는 점을 인식하고 있어야 한다. 일본 정부는 벤토리 핵종‘ 210종 중에 ALPS 처리를 통해 관리하는 핵물질을 64개 선정했다.

기본적으로 ALPS의 처리 과정은 핵종 제거라기보다는 흡착포를 이용하여 걸러내는 것이다. 지구상에서 방사성 물질의 제거는 방사성 물질 고유의 반감기에 따른 자체 수명 ‘종료로 인한 것’밖에 없다. 이런 이유로 핵폐기물 관리의 가장 좋은 방법은 환경으로부터 영원히 격리하는 것이지만, 사고가 발생하는 경우 이런 모든 핵종은 환경으로 확산될 수밖에 없다.

이렇게 도쿄전력은 방사성핵종 관리 대상을 대폭 줄이면서도 64개 핵종 전부를 분석 평가하는 작업이 시간과 돈이 많이 든다는 이유로 이를 “주요 7핵종”에 대한 관리로 변경한다. 그리고 ‘전 베타 측정’, ‘전 알파 측정’이라는 방식으로 오염수를 평가했다. 이런 평가방식은 원래 방사성 물질의 대략적인 추세를 파악할 때 사용하는 방법이지, 핵종을 엄밀하게 관리하는 것은 아니다.

도쿄전력이나 일본 정부는 이런 식의 평가를 지속하면서 64개 핵종을 관리하는 것인 양 눈속임을 했다. 결국 국제원자력기구(IAEA)는 일본 정부의 요청으로 감시활동을 시작하면서 관리 핵종이 너무 적다고 지적했다. 즉 오염수 투기와 관련하여 세계적인 동의를 얻기 위해 향후 핵종 평가 대상을 주요 7개 핵종에서 30개 종으로 늘리자고 제안한다. 일본 정부는 이를 받아들여 오염수 투기를 앞두고서는 관리 대상 핵종을 30개로 늘리면서 이들 핵종의 방출량을 추정하여 밝힌 바 있다.

이렇게 해서 도쿄전력은 오염수 내의 방사성 물질을 ①핵분열 생성물 1000종 이상 발생-> ②인벤토리 핵종 평균 210종 추정 -> ③64개 관리 핵종 선정 -> ④비용과 시간문제로 “주요 7개 핵종”만 관리 -> ⑤30개 핵종 관리로 변경의 과정을 거친 것이다. 이런 과정을 보면서 우리가 잊지 말아야 하는 것은 소위 관리 핵종이 줄어들거나 늘었다고 해도 원래 발생했던 ‘방사성 물질의 종류가 변동된 것은 아니라는 점’이다. 소위 ALPS를 통해서 일부 방사성 물질(도쿄전력 주장 62종)의 양이 변할 수는 있어도 전체 핵종의 변화와는 무관하다는 것이다. 이는 바닷물로 희석해도 마찬가지다. 바닷물로 희석해도 원래의 방사성 물질의 종류는 전혀 변화가 없다.

일본 정부와 도쿄전력이 오염수를 바다에 투기하면서 내세운 명분 중의 하나가 ‘고시 농도 미만’이라는 점에 있다. 고시 농도라는 것은 물속 농도의 측정 기준인 ‘베크렐’(Bq)을 핵종별로 책정돼있는 ‘선량 환산계수’를 곱하여 산출한 ‘시버트’(Sv)를 적용한다. 시버트라는 개념은 일정한 계산을 통해서만 나온 선량이지 실제 물리량이 아님에 주의하자. 여기서의 결정적인 논점은 소위 ‘선량 환산계수’가 얼마나 과학적인 근거를 갖는가에 있다. 하지만 이는 현재의 과학 수준으로 확인할 수 없다. 대표적으로 국제방사선방호위원회(ICRP)와 유럽방사선리스크위원회(ECRR)의 핵종별 선량 환산계수를 비교해보자. 단위 차이가 상당히 크다.

위의 표에서 보면 삼중수소는 특히 영아의 경우 단위가 두 자리 차이가 나며, 아동이나 성인은 한자리 차이가 난다. 즉 100배와 10배의 차이가 나는 것이다. 이것이 30년 장기간 될 경우에는 엄청난 수치가 되는 것임을 인식해야 한다. 가장 차이가 큰 것은 스트론튬-90이나 우라늄, 플루토늄이다. 여기서는 너무 차이가 크기 때문에 ICRP가 제시하는 수치에 대해 검증해야 할 필요성을 제기할 수밖에 없다.

말하자면 고시 농도는 ‘선량한도’(일반인 연간 1mSv)를 합리화하기 위해 ICRP가 만든 것이며, 이는 과학적으로 확인이 어렵고 논쟁 중인 가공의 개념인 셈이다. IAEA는 오염수가 상당히 보수적으로 선량한도를 충족했다고 평가했다. 그러나 IAEA는 이런 범위 안에 있는 것이 “안전하다”라고 주장하지 않았다. IAEA는 그러면서도 “선량한도보다 훨씬 낮은 수치”라는 식으로 교묘하게 표현한다. 여러 차례 전문가들이 지적하는 것이지만 선량한도는 방사성핵종을 관리하기 위한 행정지침이지 안전을 보장하는 기준이 아니다.

도쿄전력은 고시 농도를 통해서 안전하다는 것을 더 한번 강조하기 위해 2023년 2월에 건설단계 방사선 환경영향 평가 보고서를 발표했다. 방사선 환경영향 평가는 핵 추진 세력이 내세우는 최소한의 장치이다. 하지만 도쿄전력의 방사선 환경영향 평가는 기존의 오염된 환경에 뿌려지는 방사성 물질을 복합적으로 평가하는 것이 아니라, 순수하게 자신들이 투기하는 방사성 물질의 영향만을 평가했다. 이뿐만이 아니다. 도쿄전력은 오염수를 방류한 후에 해양생태계를 평가한다면서 넙치, 게, 갈조류에 대한 예상 선량을 계산했다. 하지만 해양생태계를 모니터링 할 때 기준유기체(reference organisms, ROs)는 종류별로 다양하게 하는 것이 원칙이다. 특히 방사성 물질에 대한 모니터링은 생물축적이 중요하다는 점을 고려한다면 식물성 플랑크톤이나 동물성 플랑크톤 등을 필수적으로 포함시켜야 하지만, 도쿄전력은 이런 유기체를 평가하지 않았다.

도쿄전력은 이렇게 부실한 환경영향 평가를 토대로 30개 핵종에 대한 연간 방출량을 제시했다. 도쿄전력은 3군의 탱크를 샘플링한 이후 모델 프로그램을 통해 핵종별, 탱크별 연간 방출량을 [표2]와 같이 산출했다.

도쿄전력 방사선 환경영향 평가의 30개 관리 핵종은 베타선이 많고, 알파선, 감마선의 순이다. 많은 분들이 알고 있듯 알파·베타 핵종은 ‘내부피폭’이 위험하다. 호흡이나 음식물을 통해 우리 신체 내부로 방사성핵종이 들어와 인체에 유착하면 인체에 심각한 영향을 끼치는 것이다. 특히 아동이나 임산부, 면역능력이 떨어진 환자들의 경우에는 상당히 심각한 사태도 벌어질 수 있다. 아울러 각종 오염물질, 예를 들면 중금속이나 농약 등과 같은 물질과 방사성 물질이 동시에 작용하면 영향이 더 커진다는 점을 반드시 기억해야 한다.

앞에서 제시한 표에서 도쿄전력이 샘플링한 탱크군은 비교적 방사성핵종의 농도가 옅은 군이라는 점을 전제한다. 표를 보면 맨 오른쪽 <J1-G> 탱크군의 알파선 11개 핵종의 연간 방출량 총합계는 4.45E+08(즉 4억 4500만 베크렐)이다. 이를 일부의 사람은 태평양에 흩어져버리면 흔적도 없는 양이라고 생각할 수도 있다. 문제는 이런 양이 앞으로 30년 이상 지속된다는 것이고, 30년을 곱하면 133억 5천만 베크렐을 해양에 투기하는 것이다. 알파선은 핵 추진 세력도 베타선보다 20배의 인체 영향이 있다고 주장한다. 단순하게 산술적으로 계산하면 133억 5천만 베크렐은 2670억 베크렐과 같다고 봐야 할 것이다. 이와 함께 알파 핵종은 반감기가 엄청나게 길다는 점을 인식한다면 심각성은 더 커질 것이다. 특히나 이런 핵종이 인체 내부에 유착할 경우 자연배경방사선 수준의 감마선에 쪼여도 에너지가 엄청나게 증폭하는(대개 원자번호의 4제곱 혹은 5제곱) 효과를 나타낸다는 점은 구체적으로 확인되었기 때문에 더 조심해야 한다.

도쿄전력이 발표한 오염수의 30개 핵종 가운데 베타선에서는 이미 잘 알려진 삼중수소나 세슘 외에도 방출량이 많은 탄소-14나 스트론튬-90은 특히 주의해야 하는 핵종이다. 탄소-14는 아주 예전부터 심각한 방사성핵종으로 자주 언급되어 온 물질이다. 탄소는 기본원소에 포함되기 때문에 탄소가 포함되어야 할 곳에 탄소-14가 대신 결합하면(소위 원소전환 효과) 특히 유전자에 영향을 주면서 심각한 영향을 초래한다. 탄소-14는 삼중수소와 함께 효소 계통의 중요 구성요소로 기능하면서 소위 ‘비활성화’를 초래한다.

스트론튬-90은 특이하게 물리적 반감기는 29년이지만 생물학적 반감기는 훨씬 긴 50년이나 된다. 말하자면 인체 내부에 유착하면 좀처럼 사라지지 않는다. 인체는 스트론튬-90이 칼슘과 동일하게 거동하기 때문에 스트론튬-90을 칼슘으로 인식한다. 스트론튬-90은 특히 골수에 유착하면 골수암이나 백혈병을 일으키는 등 심각한 상황을 초래할 수도 있다.

결국 우리로서는 일본의 후쿠시마 오염수를 통해 아주 다양한 핵종이 해양으로 투기가 되는 것이기 때문에 향후 일본이 오염수 투기를 철회하지 않는 한, 식품에 대한 방사능 검사 기준을 더 강화해야 한다. 일본의 경우 후쿠시마 사고 이후에 생활협동조합이나 시민단체를 중심으로 자발적, 주체적 운동으로 추진된 바와 같이, 행정기관에 의존하기보다는 시민 스스로 방사능 검사나 감시활동을 강화하는 것이 바람직하다.

시민 방사능 검사와 감시 운동은 다음과 같이 추진하는 것이 바람직하다고 본다. 첫째 현재 우리나라의 방사능 검사 품목 수를 늘려야 한다. 이는 먹는 물과 식품으로 분리해서 고려할 필요가 있다. 먹는 물의 경우에는 탄소-14와 플루토늄을 포함시켜야 한다. 식품의 경우에는 삼중수소, 스트론튬-90, 탄소-14, 우라늄, 플루토늄을 추가해야 한다.

둘째, 식품의 선량 제한을 대폭 낮춰야 한다. 현재는 식품의 선량 제한 기준이 100Bq/kg이지만 최소한 주식에 대해선 불검출을 원칙으로 하고, 기타 식품에 대해선 최소한 먹는 물 수준으로 낮춰야 한다. 모든 식품의 검사가 힘들다면 특히 학교급식이나 병원 급식에 대한 검사를 강화할 수 있어야 한다.

셋째, 당분간 수입식품 특히 수산물에 대한 방사능 검사를 대폭 늘려야 한다.

박찬호 반핵의사회 운영위원(탈핵신문 이사)

탈핵신문 2024년 3월(119호)

* 이 기사는 후쿠시마 방사능 오염수 해양투기 헌법소원 대리인단의 지원으로 제작했습니다.