일본의 도쿄 전력(Tokyo Electric Power)은 2015년 4월 10일 금요일에 심각한 손상을 입었으며, 가장 방사성이 높은 곳인 후쿠시마 다이이치(Fukushima Dai-Ichi) 원자력 발전소의 원자로 내부로 로봇을 보냈다.
이 로봇은 히타치-지이 핵에너지(Hitachi-GE Nuclear Energy)와 국제 핵해제 연구소(IRID: International Research Institute for Nuclear Decommissioning)에 의하여 개발되었으며, 이 원자력 발전소 제1원자로의 원자로 격납 용기(PCV: primary containment vessel)로 투입되었다. 후쿠시마 다이이치 원자력 발전소는 일본 북부를 유린한 2011년의 지진과 후속하는 해일(tsunami, 쓰나미)로 크게 손상되었다.
도쿄 전력은 이 원자력 발전소를 해체하는 계획의 일부로 원자로에서 녹아내린 연료의 상태를 더 잘 알아내기 위하여 전례가 없는 조치를 취하고 있다고 이 회사의 대변인이 말했다. 제2원자로와 제3원자로도 역시 노심이 용융되었다.
노심 용융(meltdown)은 원자로의 중심부인 핵연료봉 다발이 녹아내리는 상황으로 핵분열 반응과정에서 발생하는 고온의 열을 식히지 못하면 발생한다. 원자로의 냉각장치가 정지되어 내부의 열이 이상 상승하면서 연료인 우라늄이 용융하여 원자로의 노심부가 녹는 중대 사고이다.
원자로 격납 용기(PCV)는 물뿐만 아니라 원자력 발전소에서 동력을 만드는 우라늄 연료를 가지고 있는 또 다른 강철 용기를 수용하고 있는 48미터 크기의 강철 용기이다. 연료의 정확한 상태는 불명확하다. 그러나 연료 상태를 정확히 아는 것은 원자력 발전소를 해체하기 위하여 연료를 제거하는 데에 있어 핵심이 되는 것이며, 수십 년이 소요될 것으로 예측되는 과정이다.
이번에 원자력 발전소 내부로 투입된 원통형의 로봇은 길이가 약 60센티미터이고, 알파벳 글자 ‘I’를 닮은 형태에서 숫자 ‘3’을 닮은 형태로 자신의 형상을 변화시킬 수 있다. 전자는 원자로 격납 용기(PCV)와 연결되는 관(pipe) 속에서 이동하기 위한 것이고, 후자는 원자로 격납 용기(PCV) 내부에서 움직이기 위한 것이다.
이 로봇은 케이블 줄로 연결되어 원격 조정이 되며, 2개의 무한궤도 조립체로 이동한다. 그리고 이 로봇은 온도계, 영상을 촬영하는 기울임이 가능한 카메라, 방사선의 피폭 정도를 나타내는 흡수선량 또는 조사선량을 측정하는 방사선량계(dosimeter), 거리를 측정하는 레이저 스캐너 등을 갖추고 있다.
로봇은 원자로 격납 용기(PCV)의 다양한 지점에서 멈추어 조사하고, 길을 막고 있는 장애물들을 기록할 것이다. 이 로봇은 우선 지상에 있는 그레이팅(grating: 옥외 배수구의 뚜껑 등에 쓰이는 격자 모양의 철물. 주철제가 일반적이며, 차량 등의 하중에도 견딜 수 있도록 튼튼하게 만들어져 있음.), 다음으로 지하를 탐색하는 2단계로 원자로 격납 용기(PCV)를 조사할 것이다. 여기는 용융된 연료가 있을 것으로 추정되는 곳이다.
"원자로 격납 용기(PCV) 내부의 방사선 수준은 매우 높다. 비록 로봇은 10시간 동안 탐사할 수 있지만, 조사 가능한 최대 시간이 매번 5~6시간으로 될 것으로 우리는 가정한다”고 국제 핵해제 연구소(IRID)의 대변인인 토모히사 이토(Tomohisa Ito)가 전자우편을 통하여 전했다.
도쿄 전력은 지금까지 원자로 격납 용기(PCV) 주위에 많은 수의 로봇을 배치하였지만, 그 내부는 아직 시도하지 않았었다. 예를 들어, 일본의 지바 공대(Chiba Institute of Technology)와 히타치-지이 핵에너지가 개발한 로즈마리(Rosemary) 로봇은 무한궤도로 이동하며, 기둥에 설치된 카메라로 주위 영역을 촬영할 수 있다. 이 로즈마리 로봇은 원자로 격납 용기(PCV)의 주변 영역을 탐사하는 데에 사용되었다.
2015년 3월에 도쿄 전력은 제1원자로의 연료가 용융되었음을 확인하였다고 말했다. 노심이 용융된 경우 연료의 추출 공정은 복잡하게 된다. 이러한 확인은 뮤온(muon)이라 불리는 기본 입자를 이용한 단층 촬영 스캔을 통하여 수행되었다.
수만 명의 사람들이 후쿠시마 원자력 발전소 주변의 방사선으로 인하여 강제 이전되어 아직도 돌아가지 못하고 있으며, 원자력 발전소의 해체에는 적어도 2조 1천억 엔(약 19조 1천억 원)이 소요될 것으로 추정된다.
출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』
