국내 연구진이 후쿠시마 원전 사고와 같이 대기와 해양으로 대량의 방사성 물질이 누출되는 사고 발생 시 오염 물질의 확산 경로와 피해 정도를 예측할 수 있는 컴퓨터 시뮬레이션 시스템을 구축했다.

한국원자력연구원(원장 정연호) 원자력환경안전연구부는 중국, 일본, 대만, 북한 등 동북아시아에 위치한 원자력 시설에서 사고가 발생했을 때 대기와 해양에 누출되는 방사성 물질의 이동 경로를 파악하고 인간과 환경에 영향을 미칠 피폭선량을 예측할 수 있는 시스템을 구축하는데 성공했다.

연구팀은 교육과학기술부 원자력연구개발사업의 일환으로 15억원의 예산을 투입, 대기 방사선 피폭해석 평가 시스템 LADAS(Long-range Accident Dose Assessment System)와 해양 방사선 평가 시스템 LORAS(Long-range Oceanic Radiological Assessment System)를 개발했다.

개발된 두 시스템은 기상청과 미국 해양대기국(NOAA)으로부터 각각 기상자료와 해류자료를 수집해 방사성 물질의 대기 및 해양으로의 이동 경로와 확산 정도를 예측한 뒤, 이를 바탕으로 예상 피폭선량을 계산하도록 설계된 프로그램이다.

개발된 시스템 중 LORAS는 개발 중이던 2011년 3월 후쿠시마 원전 사고 발생 시 바다에 유입된 방사성 물질이 우리나라 해양에 미치는 영향을 평가하는데 시범적으로 활용됐다. 당시 연구 결과는 국제연합(UN) 산하 방사선영향과학위원회(UNSCEAR)에 채택돼 오는 10월 열리는 UN 정기총회에서 공식 발표될 후쿠시마 사고 조사 최종 보고서의 근거 자료로 이용될 예정이다.

UNSCEAR 주관으로 작성할 이 보고서는 UN이 후쿠시마 원전 사고에 대해 평가한 가장 공신력 있는 자료로 향후 전 세계 원자력 관계 기관이 준수해야 할 지침으로 활용될 예정이다.

연구팀은 지난해 11월 국제원자력기구(IAEA) 주관으로 방사선이 환경에 미치는 영향을 평가하는 국제 공동연구 프로젝트에 참가, 체르노빌 원전 사고로 인한 발틱해 방사선 오염 확산을 평가하는 작업에도 이 시스템을 활용했다.

LADAS와 LORAS는 우리나라의 지형적 특성과 국가별 원자력 시설 정보 등을 고려해서 독자 기술로 구축한 대기‧해양 방사선 평가 체계로, 인접국 방사능 사고 발생 시 국가적 대처 능력 향상에 기여하게 됐다.

현재 미국, 일본과 유럽연합의 원자력 선진국들은 방사선 평가 모델을 독자 개발해 운영하고 있다. 우리나라는 한국원자력안전기술원이 방사선 방재대책 기술 지원 시스템 ‘아톰케어(Atom CARE)’를 운영하고 있으나 국내 원전 사고에 한해서만 방사선 평가가 가능하다는 한계가 있어 해외의 원전 사고 시에는 미국 등 외국 제공 자료에 의존해왔다.

외국 제공 자료는 방사선량의 최소 계산 범위가 무려 8,281㎢(가로-세로 각각 91㎞)로 우리나라(남한) 전체 면적의 12분의 1에 달해 정확성이 떨어졌으나, LADAS와 LORAS는 최소 단위가 144㎢로 공간 표현 정확성이 50배 이상 향상됐다. 또한 미국 제공 자료는 결과값으로 상황 변동시 대처할 수 없었지만, LADAS와 LORAS는 사고 상황 전개에 따른 시간별 방사성 물질 방출량 변동도 즉각 반영할 수 있어 정확성을 제고했다.

LADAS와 LORAS를 이용해서 최악의 원전 사고로 꼽히는 체르노빌, 후쿠시마 원전 사고를 분석한 결과, 분석치와 당시 실제 방사성 물질 확산 결과가 80% 이상 일치한 것으로 확인됐다.

개발된 시스템은 우리나라 주변국에서 방사성 물질이 누출되는 원전 사고 발생 시, 대기‧해양 정보를 실시간으로 수집해 국민과 환경에 어떤 영향을 미칠지 평가하고 오염 정도를 예측함으로써 출입 금지구역, 음식물 섭취 금지구역 설정 등 필요한 대응책을 마련하는데 활용될 예정이다.

뿐만 아니라 백두산 화산 폭발과 같은 자연재해, 독성 가스 유출, 유조선 기름유출과 같은 사고 발생 시 화산재, 가스, 유류물질이 우리나라 대기와 해양에 미치는 영향을 평가하는 데에도 이용할 수 있다.

김인규 한국원자력연구원 원자력환경안전연구부장은 “향후 인터넷을 통해 정부 및 관련 기관에 순차적으로 공개함으로써 국가 차원 비상방재 대응책 지원에 기여할 것으로 기대한다”며 “이번 기술 국산화를 발판삼아 향후 방사성 물질이 전 지구적 대기와 해양에 미치는 영향을 평가하는 시스템을 개발하겠다”고 밝혔다.