어린이날 공휴일이었던 지난 5월 5일 오후 4시쯤, 하얀색 중형 승용차 한 대가 추적추적 내리는 비를 뚫고 경주 시내 첨성대 부근에서 약 10킬로미터(km) 떨어진 현곡면 가정리 구미산 계곡으로 달렸다. 운전대를 잡은 사람은 부산대 지질환경과학과 김광희(48) 교수. 그는 학부생인 두 제자와 함께 공터에서 내린 뒤 차 트렁크에서 삽, 호미 등 연장과 방수비닐을 꺼내 들고 군데군데 잡초가 무릎까지 올라오는 풀밭으로 들어갔다.

비 오는 날 구미산 계곡으로 달린 이유는

작업복 소매를 걷어붙인 두 남학생이 장갑을 끼고 민첩하게 움직였다. 최동형(23·부산대 지질환경과학3)씨는 풀밭 한쪽에서 파란 방수용 덮개에 싸인 채 땅에 고정돼 있던 큰 상자의 뚜껑을 열었다. 아이스박스처럼 보이는 이 상자 속에 들어있는 것은 지진계측기 배터리와 기록계. 최 씨는 기록계 등이 제대로 작동하는지 확인했다. 이찬서(26·부산대 지질환경과학4)씨는 박스 왼쪽으로 연결된 고무 튜브를 따라 “감자 캐듯 이렇게 해야 한다”며 호미로 땅을 파헤쳐나갔다. 잠시 후 투명 방수비닐에 싸인 지진계측기가 모습을 드러내자 조심스럽게 땅에 올려놨다. 일행은 지진계측기를 연구실로 옮기기 위해 차에 싣고, 유쾌한 분위기로 현장을 복구했다.

▲ 부산대 지질환경과학과 최동형(왼쪽) 씨와 이찬서 씨가 땅에 묻혀있던 지진계측기를 꺼내 방수비닐을 풀고, 해당 지점에 위성항법시스템(GPS) 신호수신용 안테나를 꽂고 있다. ⓒ 윤연정

“지난해 지진 후 여러 차례 발생한 여진을 측정하기 위해 경주 지역 39곳에 지진계측기를 설치했습니다. 여기서 주기적으로 나온 데이터들을 모아 땅의 움직임을 보려고 하는 것이죠.”

김 교수는 “우리나라에서 기계로 지진을 관측한 기간이 100년도 채 되지 않기 때문에, 그런 (빈약한) 자료를 토대로 한반도에 큰 지진이 안 일어난다고 단정하는 건 옳지 않다”고 말했다. 한국의 지진활동 자료는 1905년 인천에 지진계가 설치되기 전까지의 ‘역사지진자료’와 그 이후의 ‘계기지진자료’로 구분된다. 역사지진자료는 <삼국사기>, <고려사>, <조선왕조실록> 등의 사료에서 찾을 수 있다. 사료에 따르면 한반도에는 서기(AD) 2년부터 사람이 느낄 수 있는 규모의 지진이 약 1800회 발생했다. 특히 신라 혜공왕 때인 서기 779년 경주에서 발생한 지진으로 100여 명이 숨졌다는 기록이 있다.

김 교수는 “역사지진을 고려해 과거 2000년 동안 우리나라에 발생했던 지진이 앞으로도 발생할 수 있다고 보는 게 합리적이고 과학적인 추론”이라며 “앞으로 이 지역에 규모 6.5 이상의 지진이 발생할 것으로 보는 게 맞다”고 말했다. 김 교수는 특히 우리나라 해양에서 발생하는 지진에 주목할 필요가 있다고 말했다.

“경주 지진이 나기 전 우리나라는 바다에서 지진이 자주 났어요. 2004년도에 경북 동해 울진 앞바다에서 규모 5.2 지진이 발생했어요. 2014년도에는 서해에서 규모 4.9, 5.1 정도 규모의 지진이 여러 개 났었죠. 한두 해 사이에 원인을 알 수 없는 작은 지진들이 엄청 많이 났어요.”

김 교수는 “(해양지진을 함께 고려했을 때) 우리나라에서 발생할 수 있는 최대 지진 규모는 6.5~6.8 정도”라고 말했다. 그는 한국도 후쿠시마처럼 해양에서 발생한 지진이 쓰나미를 일으켜 동해안 원전을 덮칠 가능성이 있다고 진단했다. 김 교수는 “다만 현재 기술로서는 그게 언제가 될지 정확히 알 수 없다”고 덧붙였다.

▲ 김광희 교수가 진행하는 연구는 경주 지진이 발생한 내남면 부지1리 주변 반경 30km내 지하구조를 자세히 보는 작업이다. 내남면 부지1리는 월성원전 30km 반경에 들어간다. ⓒ 윤연정, 강민혜

지질학적 특성 때문에 더 무서운 경주 지진

전문가들은 경주 지역의 지반이 ‘연약층’이어서 지진에 특히 취약하다고 지적한다. 경주와 같은 평야지대는 큰 강과 하천이 오랫동안 흐르면서 날라 온 흙이 강 주변에 쌓여서 형성된다. 부유물이 차곡차곡 쌓여 만들어진 평야의 지반은 대부분 연약층이다. 김 교수는 “경주처럼 사람이 많이 사는 평야 지역일수록 지진 피해를 크게 입을 수 있다”고 말했다. 진앙지에서 멀리 떨어져 있더라도 지반 조건이 취약하면 작은 여파에도 큰 피해가 생길 수 있다는 것이다. 동경주에 위치한 월성 1~4호기와 신월성 1, 2호기 등 6기의 핵발전소 반경 30km 내에는 경주, 울산, 포항 일부 지역 등의 주민 110만 여명이 살고 있다.

▲ 1978년에서 2016년 사이 국내 지진 발생 추이. 시간이 흐를수록 지진의 빈도와 규모가 커지는 추세를 보여주고 있다. ⓒ 기상청

남한 지역에 어느 정도 지진이 발생할 수 있느냐를 판단하는 데는 북한 지역의 지진 자료도 참고가 된다. 지난 7월 13일 함경북도 나진 남동쪽 194km 해역에서 규모 6.3의 지진이 발생했다. 지질조사업체인 ㈜지아이 부설 지반정보연구소 김성욱(50) 소장은 “신고리나 신월성 원전 설계 당시에는 계기지진으로 최대 잠재 지진 규모를 예측했을 때 5.0정도가 산출됐다”며 최근 발생한 5.8 규모 경주 지진과 6.3 규모 나진 지진은 원전 설계 당시 예측되지 않은 것임을 환기했다.

▲ 지난 해 9월 12일 경주 내남면 부지리에서 규모 5.8 지진이 발생한지 열 달 후인 지난 7월 13일 함경북도 나진 남동쪽 해역에서 규모 6.3 지진이 발생했음을 보여주는 지도. ⓒ 김성욱

김 소장은 “2009년 시행된 지진화산재해대책법은 계기지진 등을 토대로 최대 잠재 지진을 예측해 원전을 설계하도록 했는데, 단순히 이번에 발생한 (경주) 지진이 내진 설계 당시 기준이 된 설계지진(최대 규모 6.5)을 넘지 않았으니 안전하다는 것은 안이한 대처”라고 꼬집었다. 그는 “이번에 발생한 5.8 규모 경주 지진이나 6.3 규모 나진 지진을 반영해서 최대 잠재 지진을 재평가할 필요가 있다”고 강조했다.

▲ 고리원전과 월성원전 인근에 한반도 동남부의 주요 활성단층이 모여 있음을 보여주는 지도. ⓒ 환경운동연합

국책연구기관도 ‘중규모 이상 지진 가능성 상존’   

국책연구기관도 우리나라에서 추가적으로 ‘중규모 이상’의 지진이 발생할 가능성을 열어두고 있다. 정부출연연구소인 한국지질자원연구원의 선창국 국토지질연구본부장은 지난 7일 경주 힐튼호텔 우영미술관에서 열린 지진방재대책 국제세미나에서 “경주 지진은 점진적으로 안정화 된 것으로 판단한다”고 전제한 뒤 “다만 한반도 지진환경을 고려할 때 중규모 이상의 지진이 발생할 가능성은 상존한다”고 덧붙였다.

한국지질자원연구원 홍보실 강현철 선임행정원은 지난달 19일 <단비뉴스>와의 전화인터뷰에서 “역사지진은 ‘큰 지진으로 사람이 많이 죽었다’고 서술할 뿐, 진도와 규모 등 정확한 자료가 있는 것이 아니다”며 연구원에서 향후 지진 전망을 명확히 밝히기는 어렵다고 설명했다. 그는 “한국지질자원연구원은 1976년부터 연구를 시작했고, 지진연구센터는 2006년에 생겼으니 (지진연구를 한 지) 얼마 안 됐다”며 “지진 자료가 최근 10년 치밖에 없기 때문에 분명한 얘기를 하기 어렵다”고 덧붙였다.

지진연구를 위한 자료와 관련, 김광희 교수는 “지진을 발생시킬 수 있는 단층이 (원전 아래에) 있는지 먼저 봐야 하는데, 그런 지반 정보는 대외비로 처리돼 공개되지 않는다”고 비판했다. 강현철 선임행정원은 “경주 원전을 짓기 전에 미리 지진 단층 조사부터 했으면 문제가 없었을 것”이라며 “(지진 단층에 관한 면밀한 조사 없이) 먼저 지역 주민 동의를 받을 수 있느냐에 따라 부지를 선정 하다 보니 문제가 발생한 것”이라고 말했다.

▲ 한국지질자원연구원의 선창국 국토지질연구본부장이 지난 7일 경주힐튼호텔 우영미술관에서 열린 ‘지진방재 대책 발전을 위한 국제세미나’에서 경주지진 관찰조사 결과를 발표하고 있다. ⓒ 한국지질자원연구원

원전 일대의 지진 가능성에 대한 우려가 커지고 있는 것과 달리, 한국수력원자력과 일부 방재전문가들은 ‘지진에 대한 대비가 잘 돼 있다’며 걱정할 필요가 없다는 입장을 보였다. 경주 월성2, 3, 4호기와 영광 한빛 원자력 발전소 전체 내진설계 심의를 봤던 세명대 소방방재학과 김준경(62) 교수는 “우리나라 원자력 엔지니어들의 기술력은 세계 최고”라며 원전 안전성을 믿는다고 밝혔다. 그는 “(최근) 내진 설계 등 기술적으로 한층 더 안전성을 강화했다”며 “후쿠시마 사고 같은 경우 (원전 자체의 문제가 아니라) 지진에 잘못 대처해서 벌어진 인위적 재난이라고 본다”고 말했다.

“경주 지진 당시 월성원전 자유장계측기 작동 안 해”

그는 “민간독립기관이 원자력발전소를 계속 감시하는 제도는 꼭 필요하지만 <판도라> 영화도 그렇고 사람들이 원전에 대해 너무 과도하게 걱정한다”고 지적했다. 원전의 신뢰도가 떨어진 이유는 한국수력원자력과 원자력안전위원회가 관련 정보를 투명하게 공개하지 않아서이지, 기술력에 문제가 있어서는 아니라는 것이다.

▲ 한국수력원자력 등은 우리나라 원전이 높은 수준의 지진대비 시스템을 갖추고 있다고 주장한다. 지진해일로부터 원자로를 지키는 방어체계 개념도. ⓒ 한국원자력문화재단

원전을 운영하는 한국수력원자력은 국회와 시민단체 등이 제기하고 있는 안전성에 대한 의구심을 모두 부인하고 있다. 지난해 9월 29일 원자력안전위원회 국정감사에서 정의당 심상정 의원은 “9.12 경주 지진 당시 월성 1호기의 자유장계측기가 제대로 작동하지 않았다”고 지적했다. 자유장계측기는 원자로 바깥에 설치한 지진계측기로, 지진이 발생했을 때 원자로 가동중지 등에 필요한 경보를 내리는 데 필수적이다.

이에 대해 전태훈 한국수력원자력 홍보실 언론홍보2팀 차장은 지난 8월 30일 <단비뉴스>와의 전화인터뷰에서 “한국원자력안전기술원(KINS)이  2014년 월성 1호기 자유장계측기의 위치가 부적합하다고 지적해서 이를 옮기는 사이에 지진이 발생했다”며 보조건물기초지진계측기를 대신 사용했다고 설명했다. 그러나 심 의원은 국정감사 당시 “지진이 났을 때 자유장계측기가 작동되지 않아 월성 1,2,3,4호기를 수동 정지시키는데 4시간이나 걸렸다”며 원전 관리에 문제가 있음을 비판했다.

노후 원전, 내진 설비 보강하면 안전한가

경주에 있는 원전 중에서도 30년의 설계수명을 넘긴 채 연장 가동되고 있는 월성 1호기에 대해서는 특히 우려가 많다. 월성 1호기는 1982년 가동을 시작해 35년째 전기를 생산하고 있다. 지난 2012년 설계수명 30년이 끝나 가동 중단됐다가 2015년 원자력안전위원회가 가동연한을 2022년까지로 늘려줬다. 주민들과 환경단체들은 안전성 검증을 제대로 하지 않았다며 수명연장 취소 소송을 제기했고, 지난 1월 서울행정법원은 원고 측 손을 들어줬다. 그러나 한수원은 항소했고, 월성 1호기는 여전히 가동되고 있다.

박종운(53) 동국대 원자력에너지시스템공학과 교수는 지난 8월 30일 <단비뉴스>와의 전화인터뷰에서 “월성 1호기 수명 연장 당시 원안위는 ‘안전도를 최신 원전 수준으로 올려야 한다’는 원천기술국(캐나다)의 수명연장 규정을 반영한 국내 원자력법 시행령을 무시했다”고 지적했다. 그는 “최신 안전기준은 거의 적용하지 않았고 심지어 원천기술국이 폐기한 기준을 계속 인용하고 있다”고 비판했다. 예를 들어 핵연료봉 노출 등 중대 사고가 났을 때 격납건물 밖으로 방사성 물질이 방출되지 않게 하기 위한 격리요건 6가지를 충족하지 못했다는 지적이다.

이에 대해 한국원자력안전기술원 대외협력팀은 지난달 11일 <단비뉴스>와의 이메일 인터뷰를 통해 “(이 문제는) 월성1호기 계속 운전 소송과 관련돼 있으며 현재 항소심이 진행 중이기 때문에 답변이 재판에 영향을 미칠 수 있다”며 설명을 거부했다.

▲ 지난 2월 7일 서울행정법원이 ‘월성1호기 계속운전 허가 처분 취소’ 판결을 내리자 원고인 핵없는사회를위한공동행동이 기자회견을 열고 ‘원전 가동 즉각 중지’를 촉구하고 있다. ⓒ 환경운동연합

한수원은 월성1호기 공사 당시 내진설계가 철저히 이뤄졌고, 수명 연장 과정에서 내진설비가 보강되었으므로 안전하다고 주장하고 있다. 설계 당시 부지반경 320km 이내 지역의 지진기록 및 지질 특성을 조사해 발생 가능한 최대 지진력을 산정했고, 여기 안전여유를 두어 규모 6.5 지진까지 견딜 수 있는 0.2g(지: 지반가속도)로 내진설계가 됐다는 설명이다. 한수원 전태훈 차장은 <단비뉴스>와의 인터뷰에서 “월성 1호기는 안전정지, 노심냉각 등 주요설비의 내진성능을 0.3g(규모 약 7.0지진에 대응) 수준으로 최근에 보강 완료했다”고 답했다.

한수원은 또 수명연장을 추진하는 과정에서 핵심설비인 압력관(중수로 내 핵연료를 장전하고 있는 관)과 제어전산기(발전소 주요기기를 자동제어하는 설비)를 포함한 노후설비를 교체했다고 밝혔다. 전 차장은 “월성 1호기는 국제원자력기구(IAEA)로부터 계속 운전에 대한 점검을 받아 안전성에 문제없음을 확인했고, 최종적으로 원안위의 계속 운전 승인을 받아 안전 운전 중”이라고 강조했다.

▲ 한수원과 원전 관련 연구기관들은 우리나라 원전이 완벽한 안전시스템을 갖추고 있다고 주장한다. 원자로의 5중 방호구조 ⓒ 한국원자력안전기술원

그러나 지아이지반연구소 김성욱 소장은 “1970년대 당시에는 컴퓨터도 없었으니 지반 조사가 지금의 수준으로 됐다고 보기 어렵다”고 지적했다. 김 소장은 “부지반경 320km 이내의 지진기록을 조사하려면 동해와 남해는 물론 일본 규슈 지역까지 들어가는데, 최대 지진을 평가할 때 동해나 남해의 해양 지질이라든가 일본 활성단층, 역사지진 등은 포함하지 않았고 육상만 고려했다”고 말했다. 내진설계 기준 자체에 문제가 있다는 것이다. 그는 한수원이 월성1호기의 내진설비를 보강했다고 하지만 이는 부속품 등의 내진 성능을 강화한 것일 뿐, 지반과 격납구조를 강화한 게 아니므로 완전할 수 없다고 덧붙였다. 김 소장은 “우리나라 원전은 지진이 잘 나지 않는 미국 동부 지역의 내진설계 기준을 적용했다”며 “이후 (지진 발생 상황이) 달라졌다면 뭔가 좀 바꿨어야 한다"고 말했다.

▲ 1980년에서 1990년 사이 지각의 판구조(노란선)위에 규모 5이상 지진 진앙을 표시한 세계 지도. 김성욱 소장은 우리나라 원전은 지진이 드문 미국 동부의 내진설계 기준에 따라 건설됐기 때문에 불완전하다고 지적했다. ⓒ 김성욱

설계·제작·시공결함 등으로 사고도 잦은 원전

경주환경운동연합 이상홍(43) 사무국장은 “정부가 월성 원전과 주변의 단층이 어떻게 분포돼있고 어떤 위험성이 있으며, 위험성 대비 원전의 안전성은 어떤지 설명해야 하는데, 단층 분포에 대한 조사 자체가 없다”고 지적했다. 그는 “안전성이 파악될 때까지 월성 원전 가동을 중단하는 게 맞지 않느냐”고 반문했다.

한편 더불어민주당 어기구 의원(국회 산업통상자원중소벤처기업위)이 지난 2일 한수원에서 받아 발표한 자료를 보면 2012년 1월부터 지난 8월까지 국내 원전 25기에서 제작결함, 시공결함, 부품결함, 설계결함 등으로 일어난 45건의 사고 중 월성 1호기 사고가 6건으로 가장 많았다. 월성 1호기는 사고로 인해 가동 정지된 날이 149일나 됐다. 한수원의 공언과 달리 우리나라 원전 관리가 ‘완벽’하지 못하다는 것, 낡은 원전일수록 사고가 많다는 것을 확인시켜 준 자료였다.

편집 : 곽호룡 기자