오늘의 역사 : <9월 30일> 1999년 9월 30일 - <도카이 촌 방사능 누출 사고>

<사건이 발생한 도카이 촌 핵연료 재처리 공장>

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- 도카이 촌 방사능 누출 사고(일본명 東海村JCO臨界事故, 도카이 촌 JCO 임계사고)는 1999년 9월 30일, 이바라키현 나카군 도카이촌에 있는 주식회사 JCO(스미토모 금속 광산의 자회사로 이하 JCO)의 핵연료 가공 시설에서 일어난 원자력 사고다. 이 사고로 일본 내에서 처음으로 피폭 사고에 의한 사망자가 발생했다.

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<붉은색 점으로 표시한 곳이 사건 발생장소>

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1999년 9월 30일, JCO 도카이(東海) 사업소의 핵연료 가공 시설 내에서 핵연료 가공 중, 우라늄 용액이 임계에 달하면서 핵분열 연쇄 반응이 발생했다. 이 상태가 약 20시간 지속하였고 가까운 거리에서 작업하던 3명 중 2명이 치료과정에서 숨지고, 1명이 중상을 입었으며 667명의 피폭자가 발생했다. 

해당 사고는 국제 원자력 사고 등급(INES) 4등급^[각주:1] 사고로 지정되었다.

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JCO에서는 1999년도에 고속 증식로^[각주:2]의 연구로 [조요(常陽)]에서 사용되는 핵연료^[각주:3]의 제조를 하청받고 있었다. 1999년 9월, 먼저 우라늄 정제 작업이 중순부터 28일까지 진행됐으며 다음 날 29일부터 질산 우라늄 용액의 균일화 작업이 시작됐다.

9월 30일, 전환 시험동에서 JCO의 작업원들이 질산 우라늄 용액을 침전 탱크에 양동이로 붓는 작업을 하고 있었다. 작업은 순조로웠으나, 10시 35분경 7번째로 양동이에 붓다가 침전 탱크 내에서 질산 우라늄 용액의 임계 경보가 발생한다. 침전 탱크는 말그래도 [노출된 원자로] 상태가 되면서 중성자선은 건물 부지 밖까지 방출된다.

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<해당 작업자들은 이런 식으로 작업을 하다가 사고가 발생했다>

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11시 15분, 임계 사고 가능성 때문에 첫 보고가 JCO에서 과학기술청^[각주:4]에 들어간다. 그리고 11시 52분, 피폭된 작업원 3명을 이송하기 위해 구급차가 출동했으며 도카이 마을에서는 주민들에게 건물 내로 대피할 것을 호소한 것은 12시 30분부터였다. 당시 이 지시는 도카이 마을 촌장이었던 무라카미 타츠야(村上達也, 1943~)가 일본 정부나 이바라키 현청의 대응을 기다리지 않고 단독으로 진행하였다.

12시 40분경, 당시 내각 총리대신이었던 오부치 게이조(小渕 恵三, 1937~2000)에게 사고가 보고되었다. 현지에서는 사고 현장으로부터 반경 350m 이내의 주민 약 40가구에 피난 요청을, 500m 이내의 주민에게는 피난 권고, 10km 이내의 주민 10만 가구(약 31만 명)는 건물 내 대피 및 환기 장치 정지를 요청하였으며, 현장 주변 지방 도로·국도·조반 자동차도^[각주:5] 폐쇄, JR 동일본 조반선 일부 지역의 운행 중단과 자위대 재해 파견 요청 같은 조치가 이뤄졌다.

JCO측은 애초, 아무도 임계 사고를 수습하려는 작업을 하지 않았지만, [당신들이 하지 않으면, 강제 작업 명령을 내려서 결과적으로 하게 된다]라고 일본 정부 대리인에게 답정너식 압박을 받는다. 그 결과, [우리가 일으킨 사고는 우리가 처리해야 한다]라고 JCO직원 18명을 2조로 나누어서 한 개조당, 최대 1분을 한계로 현장에서 냉각관 파괴, 아르곤 가스를 주입하고 냉각수를 뽑고 붕산을 침전 탱크에 투입하는 작업을 하면서, 연쇄 반응을 멈추는 데 성공하였고 임계는 수습되었다. 

중성자 선량이 검출 한계 이하로 떨어진 것이 확인된 것은 임계 상태의 개시부터 20시간 지난, 다음 날 10월 1일 6시 30분경이었다.

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<이바라키에 위치한 원자력 박물관에 전시된 해당 작업 시설의 복제품>

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본사고의 원인은 당연하게도 JCO의 허술한 작업 공정 관리(라고 쓰고 안전불감증이라고 읽는다)에 있었다. JCO는 연료 가공의 공정에서 임계 사고 방지를 중시한 정규 메뉴얼이 아닌, 암암리에 쓰이는 자신들만의 메뉴얼에 따라서 작업을 하고 있었다. 일례를 들면, 원료인 우라늄 화합물의 분말을 용해하는 공정에서는 정규 메뉴얼에서 [용해탑]이라고 하는 장치를 사용한다고 정해져 있었다. 그러나 실제 작업은 스테인리스제 양동이를 이용하는 순서로 변경되었다.

게다가 사고 전날인 9월 29일부터 작업의 효율화를 위해서, 또 다른 순서로 작업이 이루어지고 있었다. 구체적으로는 농도가 다른 질화우라늄 용액을 혼합해 균일 농도의 제품으로 만드는 균질화 공정에서 저탑이라는 용기를 사용해야 할 곳을 [침전조]라는 다른 용기를 사용하고 있었다. 이처럼 사용 목적이 다른 침전 탱크는 임계에 이르기 매운 쉬운 구조였다.

그 결과 농축도 18.8%의 아세트산 우라닐 수용액이 대량으로 투입, 저장된 용기 주위에 있는 냉각수가 중성자 반사재가 되어서 용액이 임계 상태가 되었고, 중성자 등의 방사선이 대량으로 방출된 것이다. 이것은 스테인리스 양동이로 용액을 다루던 작업자가 [우라늄 용액을 탱크에 옮기다가 푸른 빛^[각주:6]이 나왔다]라고 사실을 증언하고 있다.

(한마디로, 공정대로 작업하지 않은 안전불감증 때문에 일어난 사고다)

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<방사능 피폭 시, 긴급 피폭 의료 조치 중 하나로 최대한 방사능이 유출되지 않게 조성한 환경에서 피폭자의 방사선량을 측정한다(해당 장면은 일본 방사선 재해 의료 센터의 연수회 교육 모습)>

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이 사고에서는 3명의 인부가 다량의 방사선(중성자선)에 피폭되었다. 인부들은 헬기로 방사선 의학 종합 연구소에 이송됐고, 이 중 2명은 조혈모세포^[각주:7] 이식 관계로 도쿄 대학 의학부 부속 병원(도쿄 대학 병원)으로 옮겨서 집중 치료가 이뤄졌다. 3명의 치료 경과와 본 사고에서 피폭된 사람의 경과 등은 각각 다음과 같다.

(해당 사진으로 충격 및 불쾌감을 느끼실 방문객들을 위해서, 희생자들의 사진은 따로 올리지 않습니다)

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- 작업원 A [추정 16~20㏜ 이상]: 고선량 피폭에 의한 염색체 파괴로 인해 핵형^[각주:8]이 완전히 무너지고, 새로운 세포를 생성할 수 없는 상태가 되었다. 우선 백혈구가 생성되지 않았기 때문에, 면역체계가 사라진 희생자는 무균병실로 이동되어서 여동생으로부터 제공된 조혈모세포가 이식되었다. 

이식수술 자체는 성공, 직후에는 백혈구의 증가를 볼 수 있었으나 시간 경과와 함께 새로운 세포의 염색체에도 이상이 발견되어 백혈구는 다시 줄어든다. 방사선으로 인해 피부가 형성되지 않고, 사고에서 59일 후인 11월 27일에는 심장이 정지한다. 

의료진의 신속한 조치로 1시간 만에 소생했지만, 심폐 정지로 인한 타격으로 뇌 및 각 장기의 기능이 현저히 저하되면서 패혈증^[각주:9]이 발생, 최종적으로 치료 수단이 없어지고 사고로부터 83일 후인 1999년 12월 21일 다발성 장기 부전^[각주:10]으로 사망했다.

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- 작업원 B [추정 6~10㏜ 이상]: A와 같이 높은 선량 피폭^[각주:11]에 의한 염색체 파괴로, A와 마찬가지로 조혈모세포 이식을 시행하였고 일정한 성과를 보이면서 일시적으로 경찰에게 증언을 할 수 있을 정도로 회복됐다.

그러나 방사선 장애로 인해서 점차 병세가 악화, 게다가 황색포도상구균^[각주:12] 감염에 의한 폐렴이 발생하였고, 사고 211일 후인 2000년 4월 27일 다발성 장기 부전으로 사망했다.

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- 작업원 C [추정 1~4.5Gy]: 한때 백혈구 수가 제로가 되었지만, 무균 병실에서 과립구집락자극인자^[각주:13] 등의 골수 치료를 받고 회복, 12월 20일에 무사히 퇴원했다.

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임계 상태를 수습하기 위해서, 작업을 시행한 관계자 7명이 연간 허용 선량을 넘는 피폭을 받았고, 사고의 내용이 충분히 알려지지 않아서 피폭된 작업원을 후송하기 위해 달려온 구급 대원 3명이 2차 피폭을 받았다. 이들 피폭 피해자가 받은 최고 피폭 선량이 최대 120mSv였고, 50mSv를 넘은 사람은 6명이었다. 

주변 주민 207명에 대한 중성자 피폭도 발생했다. 최대 25mSv로, 연간 피폭 선량 한도인 1mSv 이상의 피폭 피해자는 112명이었고, 피폭자의 총 숫자는 사고 조사 위원회에서 인정된 667명(2000년 4월)이었다.

(한국원자력연구원의 보도에 의하면, 한꺼번에 100밀리시버트(mSv)가 넘는 방사선에 노출되면 1천 명 중 5명은 암으로 사망한다고 알려졌다. 참고로 1시버트는 1000밀리시버트로, 사망한 작업원 A는 최소 16000m㏜의 피폭을 받았는데 이것은 일반인의 연간 허용 선량 16000년 분량의 피폭을 당한 것이다)

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사망한 희생자에게는 유감이지만, 의학적으로는 근대 의학에 의한 피폭자 치료의 귀중한 사례가 되었다. 특히 일본에서는 이러한 대량의 방사선 피폭 환자의 치료 자체가 처음이었며, 치료에 임한 의료진도 당시 매일같이 발생하는 새로운 증상에 대한 시행착오를 겪으면서 치료를 하였다고 증언하고 있다.

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이 사고의 결과, JCO는 가공 사업 허가 취소 처분을 받아서 해당 사업의 폐지를 피할 수 없게 되었고, 모회사인 스미토모 금속광산도 도산 직전까지 몰렸다. 그리고 일본 정부에서는 이 사고로 원자력 재해 대책 특별 조치법이 제정된 것 외에 보안 규정의 준수 상황이 국가기관에 의한 확인, 정기 검사, 주무 장관 또는 원자력 안전 위원회에의 신고 제도^[각주:14]가 도입되었다.

사고 당시 육상 자위대는 재해 파견 요청에 따라서, 제101 화학 방호대(現 중앙특수무기방호대)를 파견하는 등의 조치를 시행했다. 그 뒤, 동년 12월에 전술한 원자력 재해 대책 특별 조치법이 제정되자 자위대법을 개정하면서 자위대의 행동 구분에서 [재해 파견]은 자연재해에 의한 파견으로 정의하고, 원자력 사고에 기인한 재해 파견은 새롭게 [원자력 재해 파견]의 개념을 마련하고(자위대법 제83조의 3), 별개의 것으로 대처하게 되었다.

사고의 영향은 사고 시설 주변은 물론, 이바라키현 내 전역에서 농수산물·가공품의 반품이나 가격하락, 여관이나 관광 시설의 취소가 잇따랐다. 이 때문에 해당 산업과 관련된 피해에 대해서, 도카이 촌 농가들이 JCO에 손해 배상을 청구했으며, 이바라키현이 JCO에 대한 보상 창구를 설치했을 때는 약 8000건의 피해 신청이 접수되었다.

이 사건의 교훈으로 2011년 동일본 대지진 당시, 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고에서도 활용되면서 이바라키현 내의 농수산 단체는 재해가 일어났을때 부터 각 업체에 의한 개별 청구가 아닌, 농수산 단체에 의한 일괄적인 협상·청구 체제를 취한 결과로 전국 최초 농·축 수산물 보상 청구를 시행한다.

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<JCO 사건 9주년(2008년) 집회의 모습>

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1. 일반인이 피폭 받을 수 있는 비교적 소량의 방사성 물질 사고로서 음식물의 섭취 제한이 요구된다. [본문으로]
2. 고속 중성자로 혹은 고속로는 고속 중성자를 이용하는 열 원자로의 종류다. [본문으로]
3. 농축도 18.8%, 우라늄 농도 380gU/리터 이하의 질산 우라늄 용액, 약 160L [본문으로]
4. 우리나라로 치면 과학기술정보통신부 [본문으로]
5. 常磐自動車道: 조반 자동차도는 일본 사이타마 현 미사토시의 미사토 나들목부터, 지바 현, 이바라키 현, 후쿠시마 현을 거쳐 미야기 현 와타리군의 와타리 나들목에 이르는 일본의 고속도로이다. [본문으로]
6. 체렌코프 효과: 하전 입자가 매질에서의 빛의 위상속도보다 더 빠른 속도로 유전체 매질을 통과할 때 전자기파를 방출하는 효과로, 푸른 빛을 내는 특성이 있다. [본문으로]
7. 혈액의 주요한 구성성분으로 잠재적으로 분화할 수 있는 세포다. [본문으로]
8. 진핵생물 세포의 핵 안에 있는 염색체의 수와 보이는 형태다. [본문으로]
9. 인체에 침입한 혈액에 세균이 감염됨으로써 나타나게 되는 전신성 염증반응 증후군을 의미, 신속한 치료가 없으면 사망에 이를 수 있는 증상이다. [본문으로]
10. 몸속 장기들이 제 기능을 하지 못하고 멈추거나 심하게 둔해지는 상태. [본문으로]
11. 이 정도 피폭부터는 거의 100% 사망일 정도로 치명적이다. [본문으로]
12. 그람 양성균인 포도상구균의 한 종이다. 코, 호흡계통, 피부에 잘 존재하면서 피부 감염이나 호흡기계 감염, 부비강염, 식중독 등을 일으킬 수 있다. [본문으로]
13. 골수를 자극하여 과립구 및 줄기세포를 생성하여, 이를 혈류로 방출하는 당단백질이다. [본문으로]
14. 원자력 시설 안전 정보 신고 제도로, 이른바 내부 고발 제도. [본문으로]