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참고하십시오.1. 개요
もんじゅ정식 명칭: 고속증식원형로 몬주(高速増殖原型炉もんじゅ)
일본 후쿠이현 쓰루가시에 설치된 원자로. 정확히 말하면 고속 증식로를 실용화하기 위한 실험 단계로 액화 나트륨을 이용한 냉각 장치를 실용화할 기술을 습득하기 위해 건설한 실험용 원자로다. 이름은 문수보살(文殊菩薩)의 일본어 발음인 '몬주보사쓰(もんじゅぼさつ)'에서 앞부분인 문수(文殊)에서 따 온 것이다.
1985년부터 건설을 시작해서 1994년에 핵 반응을 개시하였지만 2010년 노내중계(爐內中繼) 장치 낙하 사고, 2012년 기기 점검 누락 등의 문제가 빈발하여 2013년에 가동 중지하였고 2016년 12월 폐로가 결정된 후 2018년에 폐로 작업이 시작되었다.
액화 나트륨을 냉각제로 이용하는 원자로는 기존의 경수나 중수를 냉각재로 사용하는 원자로에 비해 냉각 효율이 매우 좋다. 문제는 이 액화 나트륨이 워낙에 불안정한 물질이라 사고를 방지하기 위한 비용 지출이 크다. 이러한 조치가 증식로의 경제성을 시궁창으로 만드는 가장 큰 요인이기 때문에 경제적인 증식로 실증을 위한 실험로인 몬주의 경우 최소화된 안전 조치로도 운영이 가능함을 증명하려고 했으나...[1]
2. 문제
안전 설비를 철저하게 갖추면 경제성을 맞출 수 없고 안전 설비를 간소화한 나트륨 냉각제 증식로는 안정적 운영을 하기 위한 기술적 난이도가 매우 높다. 때문에 당연히 기동하자마자 이런저런 문제가 빈발했다.하지만 인터넷 등지에서 나트륨 대폭발 - 대재앙설이 회자되는 것과는 다르게 대체로 업계에서는 기술적으로 어찌할 수 없는 일은 아닌 정도로 받아들인 듯하다. 비활성 기체를 주입하고 전체적으로 기밀을 유지하는 것은 21세기의 기술력으로 전혀 어렵지 않고 설사 기밀 유지에 실패하여 나트륨이 낮은 증기압에서 일부 반응한다 쳐도 이게 바로 대폭발로 이어지지지는 않기 때문이다. 고속증식로 나트륨 대폭발설 자체가 오해에 가깝다는 의견이 많다. 증식로 문서 참고. 기밀이 깨져 난장판이 되는 최악의 상황에도 여분의 냉각재와 수조를 준비하였다면 어떻게든 멜트다운만은 막을 수 있다는 견해가 우세하다. 고속증식로가 실용화되지 않는 가장 큰 이유도 이러한 사고 가능성 때문에 안전 장비와 규정을 늘리느라 경제성이 없기 때문이다.
2.1. 사고 이력 및 현 상황
1985년부터 건설을 시작해서 1994년에 핵 반응을 개시하였지만 정식 기동을 시작하기도 전인 1995년 12월에 냉각재로 사용된 액체 나트륨이 유출되어 15년 동안 가동이 중지되었다. 이 사고는 1995년 12월 8일 심한 진동으로 냉각재 파이프가 깨지면서 시작되었는데 깨진 틈에서 수백 kg의 뜨거운 나트륨이 바닥으로 쏟아져내렸고 공기 중의 수증기 및 산소와 반응해서 부식성 증기를 내뿜었다.[2] 반응물의 양에 따라 우세한 반응은 달라지는데 겨울철이라 습도가 낮아 2번째 반응이 우세해진 듯하다. 수소 폭발이 발생하지 않았기 때문이다. 하지만 고열이 발생해서 주변 온도를 수백 도까지 올려 철 구조물이 녹을 정도였다. 냉각제가 방사화하지 않는 구조이므로 방사능 유출은 없었다.주민 반대와 법적 분쟁으로 인한 계속된 연기 등의 우여곡절 끝에 2010년 5월부터 재가동에 들어갔지만 3개월 만에 다시 고장났다. 3.3톤짜리 핵연료봉 교체 장치가 원자로 안으로 추락했다. 불행 중 다행으로 연료봉은 무사했지만 내부 카메라가 망가져 버려 안의 상황을 알 수 없게 되었다. 몬주의 원자로는 외기와 밀폐를 유지하여야 하므로 아무 생각 없이 원자로를 열어서 어떻게 해보는 것은 불가능하다. 교체 장치를 회수하는 것 자체도 대단히 어렵지만 그 과정에서 갈리거나 깨져나온 부스러기가 나트륨에 닿으면 화재 위험도 있다.
모식도
사고 직후 관계자는 장치를 회수하겠다며 "회수한 후에 원자로에 손상이 없는지 검사할 필요는 없을 것"이라는 낙관적 발언을 했으나 당연히 말처럼 되지는 않아서 아폴로 13호의 심정으로 짜냈을 갖가지 방법의 수리 시도가 24번 있었지만 모두 실패했다. 급기야 2011년 2월 21일에는 연료 교체를 담당하는 연료환경과장이 스스로 생을 마감했다(...)
최후의 수단으로 중계 장치 출입공을 특수 설계한 뚜껑으로 감싼 뒤 나트륨과 반응하지 않는 아르곤 가스를 주입, 중계 장치 변형 부분과 걸려서 문제가 되고 있는 슬리브와 함께 통째로 중계 장치를 뽑아낸다는 계획을 만들어놓고 도시바가 복구 작업을 검토했다. 어떻게든 복구를 하지 못하면 나트륨 냉각재가 굳지 않도록 연간 200억 엔의 난방 비용을 지출해야 하기 때문이다. 전기도 못 만드는데 핵연료가 소모될 때까지 수십 년 동안 연간 200억 엔이면... 게다가 중계 장치의 출입공이 새면 나트륨이 공기와 접촉하므로 이 자체가 복잡한 과정일 수밖에 없다.
2011년 5월 24일경 수리가 재개되었다.
2011년 5월 28일 몬주 증식로에서 정체불명의 흰 연기가 올라오는 것이 목격되었다.
2011년 6월 24일 중계 장치 회수에 성공했다는 기사가 나왔다. 기사. 일단은 사건 해결.
3. 폐쇄 검토
2011년 10월 22일, 일본 정부가 몬주의 폐쇄를 검토했나 원자력 업계의 강력한 반발이 예상되기 때문에 결정된 게 없다고 한다.2011년 11월 20일, 일본 정부 산하 행정쇄신회의에서 '제언형 정책 예산 재배분'을 시작했고 고속증식로 몬주를 비롯한 핵 관련 항목에 비판이 쏟아졌다. 몬주 같은 사고뭉치에 돈을 낭비하지 말자는 것이다.
2012년 9월 6일, 일본 정부의 혁신적 에너지 환경 전략의 초안이 공개되었다. 몬주 고속증식로를 제거하려고 했지만 2014년 무산되었다.
플루토늄은 마셔도 괜찮다는 열도의 위엄을 볼 수 있다. 플루토늄이 연료인 증식로를 안전하다고 선전하기 위한 물건인 듯하다.
2013년 4월 30일 오후 2시 비상용 디젤 발전기의 시험운전 중 화재경보가 울렸다. 밸브를 안 잠그고 발전기를 가동시켜서 일어난 일이며 시설에 피해는 없다고 한다.
2013년 5월 13일, 일본 원자력규제위원회는 몬주의 사용 정지 명령을 내리기로 방침을 굳혔다고 아사히 신문이 보도했다. 내부 규정을 위반하고 안전점검을 하지 않은 기기가 9847개에 이르며 그 중에는 최고 수준의 안전을 요구하는 비상용 디젤발전기 같은 '클래스 1' 이 55개나 포함되어 있다고 한다. 원자력규제위원회 직원의 말대로 "가동 정지 중임에도 이런 실정이다. 도저히 가동 재개를 허가할 수 없다"로 요약할 수 있다.
2013년 5월 15일, 5월 13일의 결정을 재확인하면서 재발 방지 체계를 재구축하기 전까지 가동 재개를 위한 준비 작업을 정지하도록 명령하기로 결정했다. 겉보기로는 폐쇄 명령 같지만 실상은 재발 방지 체계가 재구축되면 다시 돌릴 수도 있다는 말이다.
2013년 6월 21일, 몬주 고속증식로에서 2100여 건의 기기 점검 누락이 추가로 발견되었다. 5월 13일의 기사에서 9847개가 걸렸으므로 둘을 합하면 점검도 안 한 기기는 1만 개를 초과...
3.1. 논란
2014년 2월 25일, 아베 내각이 새로운 에너지 기본계획의 정부안을 결정했는데 몬주를 계속 써먹기로 했다.그러나 이후에도 상황 개선 같은 건 없다. 얼마나 관리가 허술한지 2014년 초에는 바이러스 감염으로 일부 자료가 유출되었다. 후에 밝혀진 바로는 곰플레이어를 업데이트하다가 피싱 사이트에 당했다고 한다.
보다 못한 일본의 원자력규제위원회는 2015년 11월 4일 정례회의를 열어 몬주를 안전하게 운영할 능력을 가진 새 운영 주체를 찾는 등 안전 관리를 근본적으로 개선할 것을 담당 부처인 문부과학성에 권고했다. 현재 몬주를 운영·관리하고 있는 '일본원자력연구개발기구'가 2012년 11월 원자로에 사용된 약 1만개 기기의 안전 점검을 누락하는 등 몬주의 안전 관리에 적지 않은 허점을 드러냈기 때문이다. 일본의 3개 유력지가 사실상 몬주의 폐로를 촉구하는 사설을 내놓는 등 이 문제에 대한 일본 사회의 판단은 사실상 포기로 가닥이 잡힌 상황이었다.
사실 벌써 2조엔 이상 갖다 박은 몬주의 발전 능력이 고작 화력발전소 하나 수준임을 고려할 때 몬주를 버리지 않는 이유는 경제성이 아니다. 애당초 실험용 원자로라 경제성은 없는 것이나 마찬가지였고... 문제는 몬주 원자로에서 나트륨 다루는 기술을 완성해야 고속증식로 제작을 위한 다음 단계로 나아갈 수 있다는 점이다. 여기서 몬주를 포기하면 사실상 고속증식로 연구 자체를 포기하게 될 가능성이 크다. 지금까지 고속증식로 연구에 들인 돈이 아까워서 포기하지도 못하고 있다고 보는 것이 맞을 듯하다.
그런데...
4. 폐로 결정
결국 2016년 9월 13일 고속증식로 몬주의 폐로를 결정했는데 몬주는 일본이 5개 안보리 상임이사국 외 유일하게 플루토늄의 생산과 보유를 인정 받을 수 있던 가장 큰 이유다. 물론 과거부터 가지고 있던 플루토늄도 제3국 또는 미국에 자진 반출시켜 보유량을 줄여 왔지만 폐로 결정으로 여기에 쐐기를 박는 셈이다. 폐로하는 결정은 일본이 플루토늄, 나아가 핵무기를 포기한다는 의미와 동일하기 때문에 핵 확산에 민감한 미국 또한 크게 환영했다. '핵물질이 없으면 핵무기도 없다'는 IAEA의 대원칙은 둘째치더라도 일본은 플루토늄으로 견제하지 않으면 맘만 먹으면 당장이라도 핵무기가 튀어나오는 나라라...[3][4]몬주 폐로 후에도 고속 증식로의 연구 개발은 계속한다는 방침을 유지한다. 프랑스와 공동으로 고속로 아스트리드(ASTRID)를 연구해 사용 후 핵연료에서 우라늄과 플루토늄을 꺼내 다시 이용하는 핵연료 사이클 정책을 추진한다는 의지를 분명히 하였지만 아스트리드 실험로 완공은 빨라야 2030년대라 몬주를 조기 폐로한 이유로는 플루토늄 감축을 원하는 미국의 의향이 반영되었다는 시각이 강하다.
폐로에만 3,750억 엔, 30년이 소요될 듯하다. 세부 내역으로는 유지·관리비 2,260억 엔, 시설 해체 1,350억 엔, 연료 제거 준비 150억 엔 등.
2018년 3월 28일 원자력규제위원회에서 폐로 계획을 인가했다.
5. 해체
해체하기 위해 2018년 8월 30일부터 핵연료를 꺼내는 작업을 시작하였다. NHK. 25년간 250일 운전했다고 한다. 대강 1년에 열흘 운전했다는 뜻. 돈은 엄청 잡아먹는데 효율은 바닥을 달리니 폐로를 할 만 했다고 봐야 한다. 핵무기 개발이 목적이라면 모르지만 미국은 핵심 우방국도 핵 개발을 강행하면 그 즉시 경제제재로 완전히 말려죽이는 국가인 만큼 일본으로서는 굳이 위험을 감수할 이유가 없다.해당 부지에는 시험 연구로를 신설하여 프랑스와 함께 2030년대 운용을 목표로 새로운 고속증식로 '아스트리드'(ASTRID) 개발을 추진 중이다. #
해체 방식. #
2018년 8월부터 연료 방출 작업을 시작한 후 2022년 10월 13일 작업이 마무리되었다. 노심 안에 있던 연료봉은 370개에 이르렀으며 발전소 안 저장고에는 약 160개의 연료봉이 저장되어 있었다. 총 530여 개의 연료봉이 방출되었으며 본격적으로 원자로 해체 작업에 들어가게 된다.
[1] 참고로 몬주가 있는 후쿠이는 교토부 바로 위쪽에 있고 후쿠시마에서 도쿄와의 거리보다 가깝다.[2] 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑, 2Na + O₂ → 2Na₂O[3] H2B 등 자국의 발사체만으로 QZSS를 구축할 수 있는 기술과 자본이 있는데 핵탄두만 쥐면 바로 이러한 발사체를 ICBM으로 전용할 수 있는 국가이기도 하다. H2B 이외의 20톤급 발사체는 러시아의 흐루니체프 프로톤, 미국 보잉의 델타 IV, 유럽우주국의 아리안 5 정도 뿐이다.[4] 사실 일본은 롯카쇼무라 핵연료 재처리 공장 등 원한다면 플루토늄을 보급할 수 있는 환경이 갖춰진 상황이므로 이러한 행동은 몰래 만들 수 없게 만드는 데 의의가 있을 뿐 마음 먹은 국가에서 핵무기 상용화 자체를 막는 건 불가능하다. 북한도 핵무기를 만드는 마당에... 그런데 사실 그 정도 레벨이면 어지간한 나라는 전부 다 핵무기 만들 수 있다고 판정하기 때문에... 한국도 우라늄 연료봉을 뜯어 농축해서 고농축 우라늄 핵폭탄을 만들거나 월성 원자력 발전소에서 이상한 짓을 해서 플루토늄을 만들 수 있긴 하다.