▷ 원자력 발전소의 공포? 

원자로와 화력 발전소는 물을 끓여 바람개비(風車)를 돌리는 방식으로 전기를 만들게 되는 원리는 동일하다.

화력발전소는 석탄, 석유, 가스에 불을 점화하여 물을 끓이게 되고 원자로는 우라늄 핵분열과 함께 생기는 열로 물을 끓인다. 우라늄 몇 kg으로 몇 톤의 화석연료를 불태우는 열량을 만들게 된다.

일본 후쿠시마(福島) 제1원자력 발전소 1호기는 우라늄을 원료로 하는 비등수형 원자로 (Boiling Water Reactor, BWR) 방식으로 밀폐용기인 원자로에 일부만 물을 채우고 물이 끓으면 곧바로 터빈(turbine)을 돌리고 식혀서 다시 원자로에 넣는 방식이나, 우리나라 모든 원자로는 가압수형 원자로 (Pressurized Water Reactor) 방식이다.

비등수형과의 가장 큰 차이점은 압력솥처럼 압력을 매우 높게 하고 원자로에 물을 가득 채운 상태를 유지한다는 것이다. 대기압의 150배가량의 높은 압력 때문에 끓는점이 매우 높아지고 실제로 상업적 운용 시에는 끓는점을 넘지 않는 약 310도를 유지하는 수준으로 운용하며, 뜨거운 물을 열교환기를 거쳐서 다른 물을 끓여 터빈을 돌리는 방식이다.

가압수형 원자로와 비등수형 원자로의 가장 큰 차이점은 원자로에서 물을 끓이는 방식인지? 데우는 방식인지? 의 차이일 것이다. 비등수형 원자로는 원자로부터 터빈까지 세트이고 수증기 압력이 높아지면 수증기를 빼낼 배출구도 정식으로 있으며, 방사능과 방사성 동위원소들이 노출될 가능성이 훨씬 높다고 한다.
 
▷ 일본 원자력 발전소 방사능 유출의 시작!

3월 11일 14시 46분 경……. 일본 후쿠시마 원자력발전소에서 100여km떨어진 지하 약 22km 지점 바다 밑 깊은 곳에서 규모 9.0의 강진이 발생하였다. 원자로에서는 설계대로 지진을 감지하자마자 자동으로 제어봉을 넣어 원자로의 핵분열 반응을 종료한다고 한다.

핵분열 끝났다고 물이 바로 식을 리가 없으며, 냉각하려면 열 교환기에 새 물을 계속 보내주고 팬(fan)을 돌려 수증기를 강제로라도 흡인하여 열교환기로 내보내서 열교환기를 통과하는 방식으로 물은 모터(motor)로 원자를 내부에 뿜어 넣어주어야 한다.

이런 과정에서 당연히 전기가 필요한데, 핵분열 반응을 종료했으니 발전기가 멈춰 섰고 강진이라 전력망이 망가져서 외부에서 전기를 끌어올 수도 없었다.

여기까지는 지진 설계자도 충분히 감안한 상황이었고 비상 발전기가 바로 작동하면서 전기를 공급해주었건만, 높이 10m의 쓰나미(tsunami ;지진 등에 의한 엄청난 해일)가 밀어닥치고 비상 발전기 시설이 유실되어 전기가 끊기면서 비상 배터리가 있어서 더 연명하게 되었다고 한다.

문제는 설계자도 쓰나미가 곧바로 밀어닥칠 것은 생각하지 못했다는 것? 문제는 배터리 방전(放電)후……. 냉각시스템은 모두 멈춰 섰고……. 우라늄의 핵분열은 끝났지만 핵분열 과정에서 나온 부산물인 각종 방사성 동위원소들이 자연적으로 붕괴하면서 열을 내개 되니 물은 계속 끓어서 없어지게 된다.

냉각시스템이 정지되어서 더 이상 물이 공급되지 않고……. 중수(重水)를 쓰지 않는 경수(輕水) 원자로 내부에는 안정성 문제 때문에 광물질(mineral)을 제거한 증류수만을 넣어서 운영하는 게 원칙인데 쓰나미 통에 그나마 있던 예비용 경수를 날려먹어서 일단 부어넣을 물도 없는 상황……. 

더군다나 물이 끓으니 자꾸 내부 압력은 높아지고....... 터지는 것을 막기 위해 어쩔 수 없이 방사능 유출인 것을 알면서도 마개를 열고 수증기를 원자로 밖으로 내보내게 되었다. 이게 바로 방사능 유출의 시작이었던 것이다.