후쿠시마 원자력발전소 사고 개요 알아보기

가장 대표적으로 알려진 원자력 발전소 사고는 일본에서 일어났던 후쿠시마 원자력발전소 사고입니다. 쓰나미를 동반한 지진으로 인해 발생한 사고입니다. 노심 용융과 수소폭발로 인해 원자로 용기까지 파손된 피해 규모가 아주 큰 사고입니다. 후쿠시마 원자력 발전소 사고 개요에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

 

후쿠시마 원자력발전소 사고 개요

 

후쿠시마 원자력발전소

후쿠시마 원자력 발전소는 후쿠시마현 후바타군 오오쿠마초와 후타바쵸에 위치하고 있습니다. 6호기의 비등형 경수로(BWR) 노형의 발전소가 설치되어 운전되고 있었습니다. 사고 발생 당시인 2011년 3월 11일에 제1원 자력 발전소인 1~3호기는 정상운전 중이었으며, 4~6호기는 정기검사로 발전 정지 중이었습니다. 

 

사고의 발생 원인 및 진행 

2011년 3월 11일 규모 9.0의 지진이 발생하고, 강도 높은 지진이 감지되어 운전 중이던 후쿠시마 발전소 1~3호기는 모두 자동으로 정지되었습니다.

 

 

BWR 계통도

추가 수소 폭발

지진이 발생하기 전에 정격 출력으로 운전 중이었기 때문에, 최대 출력으로 운전하고 있는 상태에서 정지된 상황으로 잔열 및 붕괴열이 많은 상황이었습니다. 원자력 발전소는 정지 직후에는 붕괴열이 매우 크며, 이는 시간에 따라 줄어듭니다 따라서 많은 양의 냉각이 필요했는데, 전원상실로 비상냉각이 이루어지지 않음에 따라, 노심이 노출되는 사고가 발생하게 됩니다. 냉각이 제대로 일어나지 않으면, 물이 증발하여 증기가 발생하게 되고, 이에 따라 노심이 증기에 노출됨에 따라, 다량의 수소가 발생하였습니다. 수소는 약 4% 농도가 되면 자연발화하며 10% 가 넘으면 자연폭발 할 수 있습니다. 격납용이 내부의 압력이 증기 발생 등으로 계속해서 올라가자, 격납용기를 보호하기 위해 증기 방출을 실시하였고, 이때 수소가 같이 방출되었습니다. 수소는 가볍기 때문에 건물 상부의 모서리 부분에 잘 모입니다. 부분적으로 수소 농도가 10% 넘는 곳에서 폭발이 일어나게 되었고 건물 상부가 파괴되었습니다. 

 

사건의 결과 

일본 정부는 비상을 선포하고 주민을 대피시켰으며, 추후 30km 이내 주민을 모두 대피시켰습니다. 바닷물을 주입하기 시작하였으며 이는 더욱 상황을 악화시켰습니다. 추후 일반 담수를 주입하는 것으로 변경하였습니다. 이후에는 냉각주를 정화하는 과정 및 재순환 시스템이 추가되었습니다. 

 

사건의 요약 

1. 강도 9.0의 대지진 발생 및 원자력발전소 자동정지
2. 대지진으로 인한 송전탑 기능상실, 외부 전원 상실
3. 외부전원 상실로 인해 비상용 디젤 발전기 및 UPS로 냉각수 공급
4. 쓰나미 발생
5. 비상용 디젤 발전기 포함 대부분의 발전소 침수
6. 소내외 전력 모두상실
7. 백업용 배터리만 작동 (8시간 용량) 
8. 이동식 발전기 연결 실패 (전력설비 고장)
9. 냉각수 증발에 의한 증기 발생 및 노심 노출
10. 수소 발생으로 인한 원자로용기 압력 상승
11. 수소 및 증기 배출 및 원자로 건물 상부에 수소 밀집 발생
12. 수소폭발로 원자로 건물 파손 

이상으로 후쿠시마 원자력 발전소 사고 개요에 대해 알아보았습니다. 후쿠시마 원자력발전소는 자연재해와 인재가 종합된 사고입니다. 최초 원인은 자연재해이지만, 설계 당시 수소폭발이나 침수를 고려하지 못한 전력설비의 배치, 사고 이후 운전원 및 관련 조직의 대처 미흡 등으로 사고 규모를 키웠습니다. 현재는 후쿠시마 후속조치에 따라 많은 설계가 강화되었고, 원자력 안전 설계가 보완되었습니다. 향후에는 이러한 사고가 없도록 많은 관련 종사자들의 노력이 필요합니다.