韓国の核工学者が日本に助言

서울대 황일순 교수(원자핵공학과)는 "후쿠시마 원전은 체르노빌과 달리 원자로가 폭발하지는 않았지만 원자로와 폐연료봉 저장수조에 있는 핵연료의 양이 체르노빌의 거의 10배나 돼 방사성 물질 누출량이 더 클 것"이라며 "냉각수 대신 "액체금속"을 원자로에 주입해 방사성 물질 누출을 근원적으로 막는 방법을 일본에 제안했다"고 말했다. 일본은 황 교수가 제안한 액체금속 핵연료봉 밀봉법을 검토하기 시작했다.

이날 도쿄전력 연구소는 황 교수에게 보낸 메일에서 "한국에서 조달 가능한 액체금속의 양과 선적기간, 실제 원전에서 적용된 예 등을 알려달라"고 요청했다. 도쿄전력 연구소장은 "일본에서도 같은 액체금속을 구할 수 있는지 알아보라"고 지시한 것으로 알려졌다.

◆방사능은 막고 열은 전달

서울대 황일순 교수(원자핵공학과)가 후쿠시마 원전 운영사인 도쿄전력 연구소장에게 이메일을 통해 제안한 액체금속은 "필즈 메탈(field"s metal)"이다. 이름은 "금속(metal)"이지만 특이하게도 섭씨 62도에서 액체로 변하며 1700도가 돼야 기체로 바뀐다. 성분을 보면 인듐(In)이 50% 정도이고, 비스무스(BI, 30%)와 주석(Sn, 20%)이 나머지를 차지한다. 황 교수는 "필드 메탈의 인듐은 방사성 요오드나 세슘, 중성자를 붙잡아 밖으로 나가지 못하게 한다"고 말했다. 속쓰릴 때 짜먹는 위장약처럼 핵연료봉을 감싸 밖으로 노출되지 않게 하는 셈이다.

액체금속은 다른 금속과 마찬가지로 열을 쉽게 전달한다. 현재 원자로 안은 핵연료봉이 공기 중에 노출돼 아주 뜨거운 상태로 추정된다. 전문가들은 이런 연료봉에 냉각수가 바로 닿으면 겉면이 갈라지고, 안에서 방사성 물질이 튀어나올 수 있다고 우려한다. 하지만 원자로에 액체금속을 넣은 뒤 이어 냉각수를 공급하면 냉각수가 핵연료봉의 열을 받은 액체금속을 식힐 수 있다. 결과적으로 핵연료봉이 냉각수에 노출되지 않으면서 열을 쉽게 식힐 수 있다.

◆체르노빌 사고 수습에도 쓰여

원전 사고에서 액체금속이 쓰인 것은 처음은 아니다. 1986년 체르노빌 원전 사고 당시 옛소련은 2400t의 액체 납을 원자로에 넣었다. 일단 액체 납으로 원자로의 열을 식힌 다음 모래와 콘크리트를 부어 원자로를 밀봉했다. 옛소련의 핵잠수함들은 정상 작동 중인 원자로의 냉각제로 액체금속을 사용한 바 있다.

☞ 액체금속(liquid metal)

일반 금속보다 훨씬 낮은 온도에서 액체 상태인 금속. 수은처럼 순수한 원소가 액체인 금속도 있으나 일반적으로 열전도 매체로 이용할 때는 여러 원소의 합금으로 만든다. 액체금속의 하나인 ‘필즈 메탈’은 섭씨 62~1700도에서 액체 상태를 유지한다.

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2011/03/28/2011032800200.html