환경운동연합과 최원식 국회의원실은 UN과학위원회의 2000년 방사능 피폭 보고서(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation Vol 1 UNSCEAR 2000)와 한국수력원자력(주)(아래 한수원)의 제출 자료를 통해서 고리원전 1~2호기 1993년 기체 요오드 131의 배출량이 13.2기가베크렐(GBq)로, 1990~1997년 미국, 일본, 스위스 등 선진국에 비해 최대 1300만 배 이상 높았던 사실을 확인했다. 당시 전 세계를 통틀어 가장 높은 수치였다.

UN과학위원회 보고서에는 고리원전 1~4호기가 13.2기가베크렐의 요오드 131 기체를 배출했다고 기록되어 있는데, 한수원이 최원식 의원실에 제출한 자료에 의하면 고리원전 1~2호기에서 1993년 요오드 기체가 13.1기가베크렐 배출되었다고 기록되어 있다. 이는 1994년 미국 사우스 텍사스 1~2호기 요오드 기체 배출량(0.000001기가베크렐)의 1300만 배다.

갑상선암 원인물질 요오드 131, 고리원전서 세계 최대치 배출

베크렐(Bq)은 방사성 물질의 활동의 양을 나타내는 단위다. 방사성 물질은 불안정해서 원자의 핵이 붕괴하면서 다른 원자로 바뀐다. 이때 여러 형태의 방사선으로 에너지가 방출된다. 1초에 한 번 핵붕괴하는 방사성 물질이 있으면 1베크렐이다. 기가베크렐은 10억베크렐이다. 1초에 한 번 핵붕괴하는 방사성 물질이 10억 개가 있으니 1초에 10억 개의 핵붕괴가 일어나는 셈이다.

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▲  고리원전 1~2호기에서 방사성 물질인 요오드 131이 세계 최대치로 방출되었음을 확인하고 이를 분석한 기자회견. 90~97년 당시 전세계 원전의 배출량을 전수조사한 결과, 고리원전 1~2호기 요오드 131 배출량이 미국 사우스 텍사스 원전 1~2호기의 1300만 배임을 확인했다.
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요오드 131은 인공적으로 만들어진 방사성 물질로 갑상선암 발생에 직접적인 영향을 미친다. 핵붕괴가 일어나서 그 양이 절반으로 줄어드는 기간이 8일. 핵붕괴 시 베타선과 감마선이 차례대로 발생하면서 고에너지를 방출한다. 외부 피폭보다 흡입, 섭취 등으로 몸에 흡수되었을 때 내부 피폭의 영향이 크다.

흡수된 요오드 131 대부분은 갑상선에 축적되어 세포를 손상시켜 암 발생 등 질병의 원인물질로 작용한다. 세슘 137과 함께 대표적인 기체 방사성 물질로 측정이 쉬워서 원전 사고 시 다른 방사성 핵종을 추정하는 지표 역할을 한다.

요오드 131은 원전 사고 초기에 집중 피폭을 당할 수 있는 방사성 물질이다. 방사성 요오드가 흡수되더라도 갑상선에 축적되지 않고 배출될 수 있도록, 미리 비방사성 요오드제인 요오드화 칼륨을 먹어서 갑상선을 요오드로 포화시키면 내부 피폭을 예방할 수 있다. 핵연료를 식히는 1차 냉각재에서 방사성 요오드의 농도가 급증하면 핵연료봉이 손상된 것으로 판단할 수 있다.

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▲  UN과학위원회 2000년 방사능 피폭 보고서 중 부록 C. 세계 각국 원전에서 배출된 기체 요오드 131 (단위:GBq) 붉은 줄-한국 고리원전 1~4호기 1992년과 1993년 자료. 미국 사우스 텍사스 1~2호기 1994년 자료와의 차이가 1300만 배 출처: United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation Vol 1 UNSCEAR 2000 ANNEX C: EXPOSURES TO THE PUBLIC FROM MAN-MADE SOURCES OF RADIATION pp254-259
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환경운동연합은 원전이 일상적으로 가동 중일 때도 다량의 방사성 물질이 배출되고 있다는 사실을 확인한 뒤(2015년 3월 19일 보도자료 '원전 주변 지역 오염과 주민 암발생 원인 핵종 확인, 핵발전소 굴뚝 없어도 방사성물질 계속 나와, 원전주변 거주 제한구역 확대하고 암발생 역학조사 해야'), 최원식 국회의원실과 함께 국내 원전의 액체 및 기체 방사성 물질 역대 배출량을 요청했다.

비슷한 시기, 원전 주변 지역 주민 갑상선암 공동소송에 참여한 크리스토퍼 버스비 박사의 재판 증언을 통해, UN 과학위원회 2000년 방사능 피폭보고서에서 고리원전 1~4호기의 1992년 1993년 요오드 131 배출량이 특별히 높게 나왔다는 점을 간접적으로 확인했다.

이후 UN과학위원회 보고서를 입수하고 한국수력원자력(주)(아래 한수원)이 최원식 의원실에 제출한 자료 중 요오드 131 배출량을 검토한 결과, 고리원전 1~4호기 중에서도 특히 1~2호기에서 요오드 131이 다량 배출된 것을 알게 되었다. 이는 당시 가동 중이던 모든 노형의 원전 430여 기 중에서 가장 높은 수치를 기록했다.

UN과학위 1992년 기록은 실수에 의한 오기?

UN과학위원회 보고서에서는 고리원전 1~4호기의 1992년 수치가 1993년보다 더 높다. 16기가베크렐(GBq)이 기록된 것이다(위 그림). 이에 대해 한수원은 1992년 기체 요오드 131 배출량 자료는 '오기'에 의한 것이라는 답변을 최원식 의원실에 제출했다. 1992년 고리원전 1~2호기 기체 요오드 131 배출량이 1.58기가베크렐인데 이를 15.8기가베크렐로 잘못 썼다는 것이 한수원의 설명이다.

고리원전 1호기의 기록적인 방사성 물질 과다배출, 첫 공개

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▲  한수원이 최원식 의원실에 제출한 고리 1발전소(고리 1~2호기) 요오드131 배출량
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한편, 최원식 의원실이 이번에 한수원에서 제출받은 자료에 따르면, 1979년 고리 1~2호기에서 액체 요오드 131이 81.6기가베크렐 배출되었다는 것을 처음으로 확인할 수 있다. UN과학위원회 보고서에는 1990~1997년 전세계 원전의 기체 요오드 131 배출량만 나와 있다.

고리 1~2호기의 1979년 요오드 131 수치는 1993년 고리 1~2호기 요오드 131 배출량보다 6배나 더 높다. 1993년 고리 1~2호기 요오드 131 배출량이 1994년 미국의 사우스 텍사스 원전 1~2호기의 1300만 배인데, 1979년 고리1~2호기는 81.6기가베크렐. 자그마치 최대 8200만 배나 높은 수치다.

최원식 의원실에서 한수원으로부터 자료를 받기 전까지 1979년 방사성 물질 배출량은 계속 의문이었다. 정보공개청구 등으로 추적을 했지만 확인하지 못했다. 1979년 방사성 물질 배출량에 관심을 갖게 된 이유는 원자력안전위원회가 의뢰한 '원전 주변주민 역학조사 관련 후속 연구(서울대학교 산학협력단 주관 연구책임자 백도명)'의 추가 분석으로 백도명 교수가 환자의 거주시점에 따른 암발병률의 차이를 확인하면서부터다.

2000년 이후에 암이 발병한 사람들의 거주시작 연도를 살펴보았을 때 1980년 전후부터 거주하기 시작했던 주민들에게서 암 발병률이 상대적으로 더 높다는 것을 확인했다. 1978~1980년까지 고리원전 1호기 고장사고 건수는 총 37건이다. 정보공개청구를 통해 '고리 1호기 환경방사능 종합평가(1980년 9월 한국전력주식회사, 한국원자력연구소)' 보고서를 받았다.

이 평가서는 1979년의 '개인최대내부피폭선량(당시 준용한 미국 핵규제위원회의 10 CFR 50, Appendix Ⅰ)은 선량 목표치의 약 3배 정도 상회하고 있는데 이는 방사성 요오드의 방출량이 많은 데에 기인한다'고 기술하고 있다.

방사성 물질의 활동이 얼마나 활발하게 일어나고 있는지, 즉 방사능의 정도를 확인하는 단위가 베크렐(Bq)이라면 이 방사성 물질이 내뿜는 에너지를 사람이 얼마나 흡수해서 영향을 받는지 확인하는 단위는 시버트(SV)이다. '피폭선량'이라고 한다.

피폭선량은 방사선 측정기로 측정하거나 계산식으로 계산을 해서 확인한다. 그 중 내부 피폭선량은 방사성 물질이 체내로 들어와서 체내 세포에 직접 영향을 미치는 피폭선량을 말한다. 똑같은 방사성 물질이더라도 몸밖에서 있을 때보다 흡입이나 섭취 등으로 체내에 흡수되어 미치는 영향이 매우 크다.

1979년은 우리나라 최초의 원전인 고리원전 1호기가 가동된 지 1년이 된 해다. 두 번째 원전이 고리 2호기로 1985년부터 가동되었으니 이 당시 방사성 물질 배출처는 고리원전 1호기뿐이다. 당시 고리원전에서 무슨 일이 있었길래 '방사성 요오드의 방출량에 기인'한 피폭선량이 그렇게 높았던 것일까.

요오드 131 배출량을 간접적으로 확인할 수 있는 방법은 오염도 조사결과이다. 그런데 정보공개를 통해서 받은 1980년 환경방사능 종합평가서에는 해조류 요오드 131 오염도가 표로 정리되어 있지만 1979년 것만 빠져있다. 결국, 1979년 요오드 131가 엄청나게 바다로 쏟아졌다는 사실을 최원식 의원실을 통해서 처음으로 확인했다.

1993년에 방사성 물질인 요오드 131이 다량으로 배출된 원인 역시 한수원 제출자료에서 찾을 수 있다. 1992년 6월과 1993년 9월에 고리원전 2호기의 핵연료봉이 각각 10다발과 19다발이 손상된 것으로 기록되어 있다. 이는 원전 최종 안전성 분석 보고서에서 설계기준으로 삼고 있는 가장 보수적인 가정인 핵연료봉의 총 150다발의 0.1% 결함률보다 약 10배나 많은 양이다.

핵연료봉을 둘러싸고 있는 피복이 손상되어 핵연료의 방사성 물질이 핵연료를 식히는 1차 냉각재로 유출된 것이다. 1차 냉각재에 방사성 물질이 증가하는데 특히, 방사성 요오드양이 급증한 것이다. 1차 냉각재가 순환하는 계통의 노즐 등에서 1차 냉각재가 조금씩 새어나간다. 이때 요오드 131이 외부 환경으로 누출된 것으로 추측된다.

고리원전 1호기, 1979년에 무슨 일이 있었나

백도명 교수는 '고리원전지역 환경방사능 방출과 갑상선암 발생에 대한 거주기간 및 거주시점에 대한 분석'을 통해서 1980대 초반과 1992년 이후 거주를 시작한 주민들에게서 암발생률이 높은 양상을 확인했다. 1979년과 1993년은 방사성 물질인 요오드 131이 다량으로 환경에 배출된 시기이다.

분석 숫자가 적어서 통계적 유의성은 떨어지나 갑상선암에 직접적으로 영향을 미치는 방사성 물질인 요오드 131 다량 배출시기와 갑상선암 발병률이 높은 시기가 겹치는 양상을 보이고 있다. 추가적으로 각 원전지역에서 거주하던 갑상선암 환자들의 거주지역 및 원전으로부터의 거리와 방향 등에 대한 분석이 필요하다.

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▲  고리1호기에서 배출된 방사성액체에 의한 개인최대피폭선량 1979년 성인, 소아, 유아의 피폭선량이 급증했는데 특히 유아의 갑상선 피폭선량은 기준치를 넘어섰다. 하지만 전신피폭량은 여전히 낮게 평가되어 있다. *출처:고리1호기 환경방사능 종합평가(1980년 9월 한국전력주식회사, 한국원자력연구소)
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원전 제한구역 경계에서의 개인최대피폭선량 규제값이 0.25밀리시버트(mSV)인데 1979년 고리원전 1호기의 '방출액체에 의한 개인최대피폭선량'은 유아의 갑상선의 경우 약 0.3밀리시버트로 기준을 넘어버렸다(위 그림). 하지만 전신피폭량은 0.009밀리시버트로 매우 낮게 평가되어, 결과적으로 기준치 이하로 평가되었다.

방사성 요오드는 갑상선에 모여서 결국 갑상선암을 발생시킨다. 따라서 전신피폭량 평가는 갑상선암 발생에 중요하지 않는데도 전신피폭량으로 기준을 적용하는 것은 갑상선암 발생 문제를 희석시킨 평가이다.

또한, 다량의 방사성 물질이 배출되었고 암발생률이 높아졌음에도 불구하고 피폭선량은 큰 차이를 보이지 않는다는 것은 문제다. UN과학위원회 보고서와 한수원 제출자료에 따르면 1993년 고리원전 1~2호기의 기체 요오드 131 배출량은 울진원전(현 한울원전) 1~2호기보다 3천 배가 높다. 그런데 그 영향을 확인하는 피폭선량 계산 값은 갑상선 피폭의 경우 45배, 전신 피폭의 경우 10배밖에 높지 않다.

피폭선량은 방사성 물질 종류에 따라서, 그 양에 따라서 일정한 모델에 의한 계산식으로 도출된 값이다. 방사성 물질이 배출되었고 암이 발생했는데 피해를 숫자로 나타낼 수 있는 피폭선량은 여전히 낮다. 피폭선량 계산식은 국제방사선방호협회(ICRP)의 피폭선량 계산식을 이용한다.

국제방사선방호협회(ICRP)의 피폭선량 계산식 자체가 현실을 제대로 반영하지 못하는 한계와 문제점이 있다는 점이 다시 한 번 확인된 셈이다. 그동안 유럽방사선방호위원회(ECRR) 등이 국제방사선방호협회의 내부 피폭선량 계산에 대해서 비판을 하면서 대안 계산식을 제시해왔다.

국제방사선방호협회의 계산식에 따른 갑상선암 피폭선량 대비 전신 피폭선량도 들쑥날쑥이다. 1993년 고리원전의 경우 갑상선 피폭선량은 0.034밀리시버트로 1979년 성인 갑상선 피폭선량 0.1밀리시버트의 1/5인데 전신 피폭선량은 0.0076밀리시버트로 1979년 0.01밀리시버트와 큰 차이가 없다.

원전과 암발생 연관성 속속들이 밝혀져

국제방사선방호협회의 피폭선량 계산식에 의한 피폭선량 평가가 실제 원전주변지역의 암발생에 대해 제대로 설명하지 못하고 있다는 점은 국제적으로 소개된 논문 등에서 확인할 수 있다. 국제방사선방호협회의 피폭선량 계산식은 일본 나가사키, 히로시마 원폭 투하 당시 생존자를 추적 조사하면서 만들어진 모델에 기반으로 전신피폭을 기준으로 하고 있다.

따라서 세포수준의 손상에서부터 암이 발생하는 특성을 반영하지 못하고 있다. 특정 방사성물질에 영향을 받는 특정 장기(가령, 갑상선암)에서 직접 방사선 피폭이 되어 손상되는 세포들의 피폭선량으로 좁혀 들어가면 국제방사선방호협회의 계산식에 의한 피폭선량보다 최소 1천 배나 높다는 것이 유럽방사선방호위원회(ECRR) 보고서의 주장이다. 이 계산식에 의하면 기준치 이하로 계산된 피폭선량이 1천 배 이상 높아져서 암발생률이 높아지는 실제 상황을 설명할 수 있다.

원전에서 지속적으로 배출된 방사성 물질에 의한 암발생 연구는 국제방사선방호협회가 원폭피해자들의 연구를 한 것에 비하면 아직 초기단계인데 '독일 원자력발전소 주변의 소아암에 대한 역학적 연구(Dec. 2007, urn:nbn:de:0221-20100317939  Salzgitter, 2007)'가 시사점이 크다.

독일연방 방사선보호청에서 의뢰한 연구프로젝트의 결과가 담긴 이 보고서 내용에 따르면 '독일에서 매년 자연적인 방사선 노출은 약 1.4밀리시버트에 이르며, 의학 연구에 의한 연평균 노출은 약 1.8밀리시버트인 데 반해 오브리하임 원전과 그룬트레밍엔 원전에서 5km 떨어진 50세 주민에 대한 기체 방사성물질 피폭선량 평가는 각각 0.0003200밀리시버트와 0.0000019밀리시버트에 불과하다.

그럼에도 불구하고 연구는 1980년부터 2003년까지 원전주변 5km 이내에 거주한 5세 미만 아이가 소아암이나 소아백혈병에 걸릴 위험성과 원전 간의 관련성이 관찰된다고 결론내리고 있다. 기준치에 한참 못 미치는 피폭선량 평가에도 불구하고 소아 암과 소아 백혈병 발생은 원전과 관련성이 있는 것이다.

프랑스에서도 '핵발전소 인근의 아동기 백혈병(Childhood leukemia around Franch nuclear power plants-The Geocap study, 2002-2007)' 연구가 진행되었는데 2002~2007년 동안 발생한 소아 백혈병이 원전 반경 5km 거주와 관련성이 있다는 사실이 입증되었다.

원자력안전위원회가 의뢰한 '원전 주변주민 역학조사 관련 후속 연구(서울대학교 산학협력단 주관 연구책임자 백도명)'는 데이터 확보의 한계에도 불구하고 원전과 주민들의 방사선 관련 암 사이의 관련성을 밝혀냈다. 그러나 방사능에 가장 민감한 18세 이하 아동 청소년을 연구에서 제외한 점, 거리와 시기에 따른 암발생 연관성 등 아직 연구과제가 많다. 바다와 대기 중으로 배출된 수십 종의 방사성 물질에 대한 분석이 이루어져야 한다. 592명의 원전 주변주민 갑상선암 공동소송이 진행 중이다.

우리나라 정부가 기준치 이하의 피폭량이라고 암으로 고통 받는 지역주민을 방치할 것이 아니라 지속적인 저선량 방사능 노출로 인한 암발생 관련성에 대한 연구를 앞으로 해야 하는 이유다.