후쿠시마 원전 사고 이후 핫파티클 관측 정보

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[텔루륨 독성뉴스] 제38호, 2022년 1월19일 (야마다 쿠니히로山田國廣)

 

텔루륨 독성뉴스 제37호에서는 “후쿠시마 원전사고로 방출된 독성물질 텔루륨tellurium 동위원소(Te-132,Te-129m 등 방사성 텔루륨과 독성이 사실상 영원히 지속되는 Te-128,Te-130)와 방사성 아이오딘(I-131,I-132,I-133), 방사성 세슘(Cs-134,Cs-136,Cs-137)의 입자형태 결합에 의한 핫 파티클(Hot Particle)이 소아와 성인의 갑상선암의 주범”이라는 중요한 진실을 보도했다.

 

<아동 탈피폭 재판>의 주임변호사인 이도켄이치井戸謙一가 지금까지의 재판과정 중에서 가장 중요한 원인물질로서 주장해 온 ‘불용성 방사성입자’라는 것은, 알렉세이.V.야블로코프가 “Te-132, I-131 등의 휘발성 핫파티클은 수천 km 지역까지 확산하며, 저선량 대역에 머물더라도 물이나 음식물, 호흡을 통해 인체로 섭취하면 고선량의 방사능을 유발한다고 지적해온 핫파티클”이라고 설명했다. “핫 파티클이야말로 후쿠시마 원전사고로 인한 모든 건강피해를 유발한 주요 원인물질이고, 그중에서도 갑상선 암에 대해서는 주범이다.”라고 확신한다.

 

뉴스 제38호는 “원전 사고 직후(3월15일 ~ 21일)에 동일본 지역으로 확산하면서 발생한 텔루륨 포함 핫파티클은 사고를 일으킨 2호기가 핵분열정지 3일후에 원자로 내부에서 생성했다.”라는 놀랄만한 중요한 정보를 전달했다.

 

이러한 사실은 <아동 탈피폭 재판>으로 시작해서, 후쿠시마 원전 사고피해에 대한 모든 재판에서 원고측에 유력한 정보이기 때문에, 정보의 증거로 될수 있도록 출처를 분명하게 밝힌 26페이지 자료를 이용했다. 대단히 많은 자료를 이용해서 난해한 설명이 될 수밖에 없어, 독자여러분의 양해를 바란다.

 

먼저 처음으로 26페이지의 자료목차(개요와 문헌리스트)를 3페이지로 정리하여 제시하고, 38호 뉴스의 개요를 설명한다. 첨부자료 1,2,3은 26페이지 자료의 번호와 자료개요와 인용문헌을 나열한 목차이다.

 

첨부자료 4부터 ‘자료 1번’으로 번호매김 해서 순번으로 제시하고 있다.

자료1에서 제시하는 내용은 원자력연구개발기구의 연구자가 2012년 여름에 발표한 <JAEA-Data/Code 후쿠시마 제1원전 사고발전소의 연료조성 평가>의 표지와 본문요약이다. 해당 요약내용에서도 서술한 바와같이 “ORIGEN2(미국 국립 오클리지연구소에서 1980년에 개발한 원전 핵연료조성 해석 데이터모음집)를 이용해서, 1호기에서 6호기의 원자로 내부와 저장연료 수조에 존재하는 모든 핵분열생성물의 방사능, 질양, 열량 등을 핵분열 정지 후 0초에서 20년 후까지를 망라해서 계산했던 190페이지에 달하는 자료집”이다.

 

결론적으로 말해서, 자료집을 상세하게 검증한 결과 “원전사고 직후에 동일본의 많은 장소에서 검출한 텔루륨 독성 포함 핫파티클은 2호기가 핵분열 정지되고 3일후에 원자로 내부에서 생성되었다.”는 사실을 확인했다.

 

이런 경과과정을 설명한 자료를 자료2 ~ 자료9에 제시했다.

자료2는 후쿠시마 원전사고 3일 후의 1호기, 2호기, 3호기의 노심부분에 퇴적했던 핫파티클 형성핵종의 방사능(Bq/core), 질량(g/core), 독성분류(화학독성, 방사능독성)이다. 자료2의 표는 독성뉴스에서 몇 번이나 소개한 것으로서 중요한 점은 2호기에서 발생한 경우, 청산가리에 필적할 만큼의 급성 독성이 영원히(반감기 무한대)존속하는 Te-128、Te-130의 질량이 6,160g, 24,100g으로 방사성 텔루륨에 비해 수천배 많다는 것이다. 이때 Cs-137의 질량은 79,100g으로서 상당히 많다는 점도 주목해야 한다. 핫파티클을 질량의 관점에서 판단하면, 대부분은 Cs-137,Te-128,Te-130으로 구성된다.

자료3은 원전사고 후에 원자력안전보안원이 발표한 “1호기, 2호기, 3호기가 방출한 방사능”이다. 자료3에서 주목해야 하는 것은 핫파티클 형성핵종인 Te-127m, Te-127, Te-129m, Te-129, Te-131m, Te-132, I-131, I-132, I-133, Cs-134, Cs-137의 방출 방사능량이 나온다는 점이다.

자료2 자료3의 내용을 토대로 자료4에서는 지금까지 알지 못했던 핵종별 방사능 방출률(%)과, Te-128, Te-130의 방출질량(g)을 계산할 수 있었다.

자료5는 2호기 원자로 내부에서 핵분열 정지후 0초, 1시간, 1일, 3일, 10일, 30일, 90일, 180일, 1년, 2년, 5년, 10년, 20년 후에 발생하는 방사능의 양이다.

이러한 데이터야말로, 원전 사고 후의 핫파티클 형성을 증명한다. 핵분열정지 직후에는 반감기가 짧은 방사능이 많은 수치이지만, 시간이 경과하면 급속에 줄어간다. 이에 반해 반감기 30년인 Cs-137과 같은 전형적인 방사능은 줄어들지 않고 지속적이다.

자료6은 2호기 원자로의 시간별 방사능량을 가로를 시간축으로 해서 나타낸 그래프이다.

자료7의 그래프는 2호기 원자로의 방사능량과 핵종(가로축) 의 관계를 나타낸 그래프이다.

자료8은 2호기 원자로의 핵분열 정지후의 Ｃs-137, Te-128, Te-130이 질량의 추이가 일정함을 나타내고 있다. Ｃs-137과 Te-128,Te-130의 질량을 합계한 관계로부터 유추할 경우, Ｃs-137이 1베크렐 존재하는 핫파티클에는 안정 텔루륨의 합계 질량이 1.18×10⁻¹³g 존재함을 계산해 낼 수 있다.

첨부자료9는 핵분열 정지후 2호기 원자로의 방사능 Cs-137비율의 분포패턴의 시간대별 변화이다. 아울러 3일후 패턴이 동일본의 각 지역에서 관측했던 핫파티클의 Cs-137 비율패턴과 상당히 유사함을 알 수 있다.

2호기 원자로의 3일후 Cs-137패턴이 핫파티클에 고정되면서 손상된 2호기 원자로에서 방출되서, 풀름(plume ; 원자구름)으로 이동한다고 해도 패턴 구조는 변화하지 않고, 동일본 각지역을 오염시켰으며, 유사피텬의 핫파티클을 관측할 수 있었다. 즉 2호기 방출시기와 각 지역의 관찰시기가 　같다면(이동시간이 늦으면 반일에서 하루정도를 고려한다)장소가 변해도 관찰할 수 있는 Cs-137의 패턴이 갖는 유사성이야말로 “핫파티클이 형성된 Cs-137비율 패턴이 유지된다.”는 증거라고 할 수 있다.

자료10은 2011년 3월12일부터 21일까지의 원자구름 궤적이다. 3월14일 밤(즉 3일후)이후의 동일본을 광역으로 오염시킨 원자구름의 전부는 2호기에서 방출된 것임을 알 수 있다. 아울러 오른쪽 그림에 있는 것이 2호기에서 3일후에 형성된 핫파티클의 Cs-137비율패턴인 것이다. 이런 패턴이 이후의 자료에서 동일본 각지역에서 관찰할 수 있다.

자료11, 자료12는 후쿠시마현과 인근 현의 고속도로상에서 3월15일, 16일, 4월8일에 측정한 방사능의 측정지점과 방사능비율이다.

자료12의 각 측정지점에서 Cs-137 비율패턴이 2호기 원자로의 3일후 Cs-137 패턴과 유사하다는 점을 알 수 있다. 이런 사실로부터 원전 사고 직후인 3월15일, 16일의 후쿠시마현의 고속도로상의 많은 지점에 2호기에서 방출된 핫파티클이 날아왔다는 점을 알 수 있다.

자료13, 자료14는 원전사고직후인 3월17일, 18일, 19일에 후쿠시마현의 후쿠시마시, 고리야마시, 이와키시, 아이쯔와카마츠시会津若松市, 가와마타마치川俣町, 시라카와시白河市 등에서 채취한 식물(수목이나 잡초 잎)의 방사능농도(Bq/kg)를 게재한 논문과 측정값의 표이다.

자료15는 3월17일에 고리야마시에서 채취한 참나무와 편백나무, 후쿠시마시에서 채취한 편백나무, 그리고 3월18일에 아이쯔와카마츠시에서 채취한 섬대와 식나무의 Cs-137패턴과 2호기의 3일후 Cs-137패턴과 비교하여 유사한 패턴임을 나타낸다.

자료16은 3월18일에 이와키시에서 채취한 산다화, 3월19일에 가와마타마치에서 채취한 산다화 등의 Cs-137패턴비교 그래프로서 유사패턴임을 알 수 있다.

자료17, 자료18은 니이가타현新潟県 미나미우오누마시南魚沼市에서 3월15일에 채취한 대기부유분진과 4월1일에 채취한 눈녹은물의 Cs-137비율패턴의 게재논문과 2호기 Cs-137패턴과의 비교그래프이다. 자료18의 3월15일 채취, 대기부유분진의 Cs-137비율 패턴은 2호기 원자로의 3일후 Cs-137비율패턴과 극히 유사함을 알 수 있다.

자료19는 국립환경연구소와 고에너지 가속연구소가 즈쿠바시에서 관측한 <원전사고후의 대기중 방사성핵종의 구성비>와 <즈쿠바에서 측정한 대기방사성핵종의 입자형태 분포>의 게재논문이다. Cs-137의 미립자 입자형태는 0.1μⅿ에서 10μⅿ까지 넓게 분포함을 알수 있는 귀중한 자료이다. I-131은 핫파티클을 형성하지 않은 개스상태의 비율이 많은 점을 이 논문에서 지적했다. 아울러 핫파티클을 형성하는 I-131은 입자지름이 작은 분포가 없다는 점도 지적하고 있다.

자료20은 3월15일에 쯔쿠바시에서 관측한 대기방사성핵종의 Cs-137패턴과 2호기에서 3일후의 패턴을 비교한 것으로, 양자는 유사하며, 오른쪽 그림의 상관관계도에서도 상관계수가 0.965라는 아주 높은 상관관계라는 점을 알수 있다.

자료21은 CTBT(핵확산금지조약)감시 다카사키관측소高碕観測所에서 대기 중의 인공핵종측정 데이타 논문이다. 다카사키에서 측정한 입자형태의 방사성 핵종에는 방사성 텔루륨(Te-129m, Te-132), 아이오딘(I-131, I-132, I-133), 세슘(Cs-134, Cs-137)이 들어 있음을 알 수 있다.

자료22는 CTBT 오키나와관측소沖縄観測所에서 3월 후반에 북반구를 일주한 Te-129, Te-129m, Te-132, I-131, I-132, Cs-134, Cs-137을 세트로 관찰한 결과, 이러한 핵종들이 핫파티클을 형성하고 있음을 알 수 있게 해준다.

자료23은 CTBT다카사키관측소의 장기관측 데이터로부터 LOG(Te-132)와 LOG(Cs-137)이 높은 상관관계에 있다는 점을 알수 있으며, 핫파티클을 형성하고 있다는 점을 알 수 있다.

자료24는 CTBT다카사키관측소에서 3월12부터 21일의 Cs-137비율패턴, 3월24일부터 4얼1일의 Cs-137패턴과, 2호기원자로의 3일후, 10일후, 30일후의 Cs-137패턴과 비교한 그림이다. 시간이 경과하면서 동시에 2호기의 유사패턴도 같은 모양으로 변화하고 있는 것임을 알 수 있다.

자료25는 3월14일 밤에 방출된 2호기 원자구름이 15일 아침에 도달한 도쿄도 세타가야구世田谷区, 도립산업종합연구소에서 관측한 1시간 단위의 상세한 방사능농도 측정 데이타로서, 대단히 귀중한 것이다. 3월15일 10시의 측정결과 텔루륨의 모든 동위원소가 핫파티클을 형성해서 날아왔음을 알 수 있다.

자료26은 왼편그림이 부유핵종농도의 시간변화 그래프이고, 오른쪽 그림은 Cs-137비율패턴의 2호기 3일후의 패턴과 비교한 것이다. 양자의 패턴은 상당히 유사하게 핫파티클을 형성하고 있음을 알 수 있다.

 

이상 26장의 자료를 통해 “원전 사고직후인 3월15일~21일에 동일본의 넓은 지역에서 관측한 독성물질 텔루륨, 방사성아이오딘, 방사성세슘의 핫파티클은 핵분열 정지후 3일후에 2호기 원자로내부에서 형성된 것이 방출되면서 광역지역을 오염시켰다.”라는 극히 중대한 사실의 근거를 이루는 정보였다.

 

이상, 야마다 쿠니히로가 교토에서 전달함.