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지진은 왜 일어나는가요?
지진이란 지구 내부, 특히 지각에서 장시간 쌓여진 에너지가 순간적으로 방출되면서 그 에너지의 일부가 지진파의 형태로 사방으로 전파되는 자연 현상을 말합니다. 지진의 원인으로 거론하고 있는 판구조론(板構造論)에 따르면 지구 내부는 높은 온도에 의해 액체 상태의 용암이 가득 차 있고 용암의 둘레에는 여러 개의 판과 같은 지각이 둘러싸고 있어서 지각은 항상 빙산이 물에 떠다니듯이 용암에 의하여 미세한 움직임을 계속하면서 힘의 균형을 유지하고 있다고 합니다.
그러나 여러 개의 판으로 구성된 지각 내의 판 경계에 힘의 균형이 깨지면 판과 판이 서로 부딪히거나 한 개의 판이 다른 판 하부로 밀려들어가면서 큰 에너지가 발생하는데 이것을 지진이라고 합니다. 우리 나라는 미 대륙의 서부에서 일본 동부 및 필리핀 열도로 이어지는 환태평양 판의 후면에 위치하므로 다행스럽게도 발생 지진의 크기나 빈도가 아주 미미한 수준입니다. 그러나 지진은 판의 경계면에 따라서만 발생하는 것이 아니고 중국과 같이 판의 경계부가 아닌 내부에서도 발생할 수 있습니다. 이와 같은 지진을 내륙형 지진(직하 지진)이라고 부르며 한반도에서 일어나는 지진은 여기에 속한다고 할 수 있습니다.




원전의 부지 선정 및 내진 설계는 어떻게 이뤄지나요?
원자력발전소는 일어날 수 있는 어떠한 천재지변에도 안전하게 견딜 수 있도록 설계하고 있는데 이 원칙은 부지선정 및 조사단계에서부터 시작됩니다. 원자력발전소의 부지를 선정할 때에는 철저한 지질 조사를 행하고, 지진의 원인이 되는 활성단층을 피합니다. 원자력발전소는 지진에 의한 흔들림이 작고, 견고한 암반 위에 설치합니다. 내진 설계를 할 때에는 주변의 활성단층과 과거에 발생한 지진 등을 상세하게 조사하고 직하 지진 등도 고려하여 가상한 최대의 지진에 견딜 수 있도록 하고 있습니다. 더욱이 건축기준법이 규정한 내진 설계상의 지진력의 최대 3배를 가상하여 설정하고, 여기에도 충분한 여유를 더해 내진 설계를 하고 있습니다. 참고로 국내 원전의 내진 설계치는 0.2g(규모 6.5의 지진에 해당)이다. 여기서 g은 지반가속도를 말합니다.
원자력발전소의 궁극적인 안전 목표는 방사성물질의 외부 누출 방지에 있기 때문에 일반 건물이나 다른 산업설비에 비하여 매우 높은 수준의 내진 설계가 요구되어 왔으며 내진설계에만 원전 건설비의 약 3~8%라는 막대한 비용이 추가로 소요되고 있습니다.

원전은 지진에도 정말 안전한가요?
원자력발전소는 완벽한 내진 설계에 걸맞은 엄격한 품질관리로 완벽한 시공을 하고 있습니다. 기자재에 대해서는 각종 엄격한 품질 시험을 거쳐 구매, 현장 설치가 이뤄집니다. 원자로 격납건물 등의 토목, 건축공사에서는 철근 조립 및 콘크리트 타설 등 제반 작업이 어느 설비보다도 완벽하고 철저한 점검과 확인이 이뤄진 후에야만 실시되고 있습니다.
지진과 원전의 내진 안전성을 얘기할 때마다 흔히들 공통적으로 가장 궁금하게 여기는 것은 현재까지 세계 각국에서 운영되고 있는 원전 가운데 지진으로 인해 피해를 입은 곳이 있는가 하는 것입니다. 전 세계적으로 430여기의 원전이 가동되고 있지만 지진 발생으로 피해를 본 곳은 없는 것으로 알려져 있습니다. 실례로 1995년 1월 일본 고베에서 발생한 규모 7.2의 지진 당시에도 인근 11개 원전이 정상 운전되었고, 1989년 10월 미국 샌프란시스코의 규모 7.1의 지진, 1999년 9월 규모 7.6의 대만 지진 당시에도 인근 원전에는 아무런 영향이 없었던 점은 세계적으로 원전의 안전성이 보수적으로 확보되어 있음을 확인할 수 있는 좋은 사례라고 할 수 있습니다.

원전의 지진감시설비는 얼마나 완벽한가요?
아무리 정확한 내진 설계가 이루어졌다고 해도 설계지진 및 지진 발생시 원전 시설물의 거동이 설계시 가정 혹은 예상과 다를 수 있습니다. 이런 이유로 실제 원전 설비에 충분한 지진계측기를 설치하여 원전의 가동기간중 발생할 수 있는 모든 지진을 정확히 계측하고 이를 신속히 분석한 다음 발전소 가동중지여부 결정 등의 후속조치를 취할 필요가 있습니다. 원전에는 구조물의 반응을 가장 잘 알아낼 수 있는 여러 곳에 지진관측설비 즉, 지진감시계통을 설치해 놓고 있습니다. 일정한 규모 이상의 지진을 알게 되면 즉각적인 원격 통보 등의 중요한 기능을 발휘할 수 있게 되어 있습니다.
만약 지진이 일어나 지진감시설비에서 일정 규모 이상의 지진을 인식하게 되면 가동을 중지하는 준비를 하게 됩니다. 내진 설계값의 절반 크기의 지진이 발생하면 안전에는 전혀 영향이 없지만 발전소의 가동을 중지하여 기기의 이상 유무를 확인하여 이상이 없는 경우 재가동하는 등 지진 대비 비상운전 절차를 수립하여 운영하고 있습니다. 최근에는 각 원전 부지에 추가로 지진계를 설치하고 기상청, 한국지질자원연구원, 원자력안전기술원 등 유관 기관과 자료를 공유하여 유기적이고 실질적인 지진감시 체제를 유지하고 있습니다.


[ 지진시 규모와 진도의 관계 ]



[ 지진대비 비상운전 절차 ]


판구조론
우리가 살고 있는 지구의 표면은 10여개로 나누어진 매우 큰 판(板) 모양으로 이루어져 있으며, 이러한 판들은 지구 내부의 열적불균형으로 인하여 시간이 지나면서 조금씩 이동하고 있다. 이러한 지각운동에 의해 판과 판 사이 경계부의 내부에 힘이 가해져 서로 어긋날 때 지진이 일어난다는 학설.

내륙형 지진
육지 또는 근해의 얕은 지하에 진원(震源)을 두고 발생하는 지진. 압박된 지각의 일부가 비뚤어짐을 펴려고 할 때 발생하는 것으로 진원이 얕기 때문에 규모가 작아도 국지적으로 큰 피해를 준다.

성단층
연속되어 있던 지층이 상하 또는 수평 방향 등으로 어긋나게 된 것을 단층이라고 한다. 이 단층 가운데 180만년 전부터 현재까지 활동한 흔적이 있는 것을 활성단층이라고 한다. 국내 원전에 적용하고 있는 활성단층의 기준은 과거 3만5천년 동안 1회, 또는 50만년 동안에 2회 이상의 움직임이 있었던 단층을 잠재단층으로 간주하는 원자력법 및 미국 원자력 규제 기준을 따르고 있다.

암반
원전은 지진에 의해 진동을 적게 받고 무거운 물건을 지탱할 수 있도록 단단한 암반이 있는 곳까지 굴착하고 그 위에 조밀하게 철근을 설치하고 고강도 콘크리트를 타설하여 건설하고 있다. 이렇게 단단한 암반층에 설치된 원전은 일반 지반에 설치된 건물에 비해 미치는 지진의 진동이 ~ 정도로 줄어든다.

콘크리트
원전 건설에 쓰이는 콘크리트는 일반 공사에 쓰이는 콘크리트와 다른 ‘내황산염 5종 분말 시멘트’를 이용한다. 이것은 원전 전용 콘크리트로 일반 콘크리트보다 강도가 훨씬 높다. 또한 건설 현장에 콘크리트 전용 실험실을 두고 철저한 품질관리를 실시한 후에 콘크리트를 타설한다.

규모
지진의 크기를 나타내는 데는 규모(Magnitude)와 진도(Intensity)라는 단위를 사용한다. 규모는 지진이 가지고 있는 에너지의 크기를, 진도는 어느 지점에서 받는 진동의 크기를 나타내는 단위이다.

지진감시설비
지진 발생시 원전 내에서 이를 감지하여 기록하게 된다. 관측된 기록은 내진 설계 기준과 비교 검토해 원전의 안전평가 자료로 제공한다. 어느 정도 이상의 지진이 감지되면 원자로를 안전하게 정지할 수 있도록 경보를 울리게 된다. 한국표준형 원전에는 이런 지진 관측 장비가 원자로 건물에 16개, 기타 건물에 6개 등 도합 22개가 설치된다.


출처 : 한국수력원자력 웹진 2002년 12월호
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