일본 후쿠시마(福島) 원전 사고가 진정될 기미를 보이지 않고 있다. 원전 사고는 방사능 공포를 불러왔고, 나아가 핵공포마저 불러오고 있는 상황이다.

일부에서는 4호기 사용후 핵연료의 핵분열, 더 나아가 핵폭발 가능성까지 제기하고 있으나 전문가들은사용후 핵연료가 다시 핵분열을 일으킬 가능성은 매우 희박하다고 판단하고 있다. 다만 사용후 핵연료봉 보관 상황을 정확히 파악하지 못해 ‘1%’ 가능성을 배제하지 못할 뿐이라는 설명이다.

사용후 핵연료의 햑분열 가능성이 낮은 이유에 대해 전문가들의 분석은 일관됐다.

먼저 사용후 핵연료는 보일러에서 타고 남은 연탄과 같다는 설명이다. 순수 우라늄 연료봉의 경우 95% 이상의 우라늄-238과 5% 미만의 우라늄-235로 구성되는데, 실제로 중성자로 때렸을 때 핵분열 반응이 일어나 에너지를 내는 것은 두 동위원소 가운데 혼합 비중이 적은 우라늄-235이다. 사용후 핵연료에는 핵분열 반응의 실제 재료인 이 우라늄-235이 1% 정도만 남아있게 된다는 것.

핵분열 반응이 시작되는 데 필요한 핵연료 양을 ‘임계질량’이라고 하는데, 당연히 우라늄의 농도가 낮을수록 임계질량에 이르기 위해서는 더 많은 양의 우라늄이 필요하다.

여기에 물의 존재도 변수로 작용한다. 핵분열이 연쇄적으로 일어나려면 중성자의 속도가 적당해야 한다. 대기 중의 중성자는 너무 빨라 핵분열을 일으키기 어렵고, 핵연료가물에 잠겨 있어야 중성자의 속도가 알맞게 느려지면서 핵분열이 가능하다.

냉각에 실패한 사용후 핵연료봉 온도가 계속 올라가 수천℃에 이르면 핵분열이 일어난다는 얘기도 정확하지 않다. 이른바 ‘네거티브 피드백’ 효과에 따라 오히려 온도가 높아질수록 핵분열과 관계없는 우라늄-238이 중성자를 더 많이 흡수, 핵분열을 차단하는 역할을 한다.

다시 말해, 현재 4호기에서 핵분열이 일어나려면, 엄청난 양의 사용후 핵연료가수조 안에 존재하고, 이것들이 모두 한곳에 뭉쳐지고, 붕산 등 중성자 흡수 물질이 포함되지 않은 물에 담겨 있어야만 가능하다는 이야기가 성립된다.

하지만 핵분열이 확률상 매우 낮은 상황임에도 불구하고 논란이 됐던 부분과 관련해서는 도쿄전력의 16일 “4호기의 사용후 연료봉을 저장한 수조의 수위가 낮아지고 연료봉이 공기에 노출됐을 수 있다”며 “재임계 상태가 돼 핵분열 연쇄반응이 다시 시작될 가능성이 0은 아니다”라고 밝힌 부분과 관련한다.

이에 대해서는 일본 도쿄전력 측이 스스로 사용후 핵연료봉을 규정에 따르지 않고 상업적 이유에서 매우 조밀하게, 많은 양을 쌓아 보관한 것이 아니냐는 의혹이 제기되고 있다.

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