sonnet님 블로그의 영변 사용후핵연료봉 저장시설의 실태

 sonnet님 블로그에는 다양한 문건과 자료를 토대로 한 좋은 글들이 많기에 자주 들러서 구경하는 편이다. 글을 읽다가 다소 잘못된 것 같은 부분이 있어서 질문을 겸해 글을 써보고자 한다.

 우선 위 포스팅에서 인용한 책의 저자는 [저장수조 안의 물은 세계 어느 곳이나 투명하기 마련이지만 영변의 그것은 에메랄드 그린색 조류(藻類)가 자라고 있었다. 여기저기서 거품이 보글보글 올라와 수면에서 터지고 있었다.](sonnet님 포스팅 본문에서)고 밝힌 후 [거품이 발생하고 있다는 것은 우라늄 연료를 넣은 길이 약 1m의 금속제용기가 부식되고 있다는 것을 뜻했다. 물이 우라늄[sic.]과 접촉하면 화학반응이 일어나 고도의 방사능에 오염된 수소 가스가 물속에 방출된다. 이 가스가 수조 안의 거품의 정체인 것이다.]고 결론을 내리고 있다.

 sonnet님은 이에 대해 [참고로 저자는 물과 반응하는 것이 우라늄이라고 하는데 제 생각엔 그건 연료봉을 감싸고 있는 마그네슘 합금의 일종인 마그녹스 피복이어야 맞을 것 같습니다. 저자가 기술자가 아니라 그 정도는 감안하고 읽어야 할 듯.]라고 쓰셨다.

 영변의 5 MW급 원자로는 구시대에 지어진 흑연감속로(Graphite moderated reactor)로 sonnet님 말씀대로 Magnox라는 표면 산화처리를 하지 않은 마그네슘+알루미늄 합금을 피복으로 사용하고 있을 것으로 생각된다. 다만, 알루미늄이나 구리가 그렇듯이 표면 산화처리를 하지 않은 금속은 일정 시간이 지나면 표면이 산화되어 내부로 더 이상 산화가 진행되지 않는 것으로 알고 있다. 또, 금속이 물과 반응해서 부식작용을 일으키면 수소가 나오는 것은 사실이나, 인용한 책의 저자가 그 가스가 '수소'인지 확인했는지가 궁금하다.

 내 생각에는 표면의 마그네슘 산화작용은 일찍 끝난 상태였을 것이고, 산화 마그네슘(MgO)은 물에 잘 녹지 않는다. (용해도 0.0086 g / 100 mL) 아마도 산화 피막을 형성해서 더 이상 산화는 일어나지 않았을거라고 생각된다. 저장용기의 수조에서 올라오는 기포는 아마도 조류가 따뜻한 수조 내부에서 만들어내는 것이라고 생각한다. (결국 이건 아닌 것으로 결론. 확인 과정과 세부 사항은 sonnet님이 트랙백 걸어주신 포스팅을 참고하세요. - 09/09/07추가)

 하나 더. [물이 우라늄[sic.]과 접촉하면 화학반응이 일어나 고도의 방사능에 오염된 수소 가스가 물속에 방출된다.]라는 부분인데, 폐연료봉을 물 속에 집어넣는 것은 폐연료봉에서 나오는 중성자를 흡수하기 위한 것이다. 경수도 고압 상태에서는 중성자를 흡수하지만 보통 물 속에 조금 들어있는 중수(D2O, D는 Deuterium)가 중성자를 흡수해 중수소 중 하나가 삼중수소(Tritium)로 바뀐다. 이 과정은 우라늄과 화학반응으로 생기는 것이 아니라, 핵 붕괴과정에서 나오는 중성자를 흡수함으로 인해 생기는 핵 물리학적 변환 과정이다. 게다가 삼중수소는 야광시계에도 쓰이는 약한 방사성 물질이다. 삼중수소도 다량으로 흡입하면 몸에 좋지 않은 것으로 되어 있긴 하다. 하지만 중수와 삼중수소가 얼마나 적은지 알면 그런 걱정도 줄 것 같다. 중수는 보통 물분자 4100만개 중 1개 꼴로 존재하고, 그 중 일부가 중성자를 흡수해서 3중 수소를 가진 중수가 된다. 이것이 금속과 반응해서 삼중수소 기체를 내보낼 확률은 얼마나 될까?  저자가 핵 폐기물에 대해서 과민한 부분이 있다.

 북한이 폐연료봉을 재처리할까 하다가 딱 걸려서 그냥 저장만 하고 있는 상황에서 관리도 엉망진창이었다는 것은 옳은 지적이지만 다소 과장된 측면이 있기에 지적해 보았다.