"한빛 1호기 열출력 증가 사고, 근무자 계산 오류·조작 미숙 등이 원인"

[이데일리 이연호·김상윤 기자] 한빛 1호기의 열출력 증가 사고는 당시 제어봉 조작자의 계산 오류 및 조작 미숙 등이 원인이 된 것으로 나타났다. 또 무자격자가 원자로 조종·감독면허자의 지시감독 없이 원자로를 일부 운전한 사실도 확인했다.

원자력안전위원회(이하 원안위)와 한국원자력안전기술원(이하 KINS)은 24일 오전 10시 전남 영광군 영광방사능방재센터에서 지난달 20일부터 실시한 이 같은 내용의 한빛1호기 사건 특별조사의 중간결과를 발표했다.

지난달 발생한 한빛 1호기 열출력 증가 사고 당시 시간별 상황. 표=원안위.

앞서 한빛 1호기는 정기검사에서 이상이 발견돼 가동을 중단했다가 지난달 9일 재가동 허가를 받고 가동을 시작했으나 재가동 하루 만인 지난달 10일 원자로 열출력 증가로 다시 가동을 멈췄다. 이 과정에서 원자력안전법 위반 정황 등이 드러나 원안위가 특별조사를 진행해 왔다. 특별조사단은 사건 당시 제어봉의 과도한 인출 경위, 열출력 급증에 따른 핵연료 건전성, 제어봉 구동설비의 안전성, 원안법 위반 등 미비사항에 대해 집중 조사했다.

“원자로차장 제어봉 인출시 잘못된 계산·제어봉 조작자 조작 미숙 확인”

먼저 특별조사단은 제어봉의 과도한 인출 경위와 관련, 당시 근무자들은 제어봉의 12단 위치편차 해소를 위해 66단에서 100단까지 제어봉을 과도하게 인출하기로 결정했는데 이는 원자로차장의 잘못된 반응도 계산에 기초해 판단한 것으로 확인했다.

원자로차장은 반응도를 -697pcm으로 계산했으나 사건 조사시 계산한 값은 +390.3pcm이었다. 반응도는 원자로 임계에서 벗어난 정도다. 음의 값은 미임계상태로 시간이 지남에 따라 중성자 수가 줄어 출력이 감소하며 양의 값은 초임계상태로 시간이 지남에 따라 중성자 수가 늘어 출력이 증가한다.

다만 특별조사단은 원자로냉각재 내 핵연료 손상시 발생하는 제논(Xe), 크립톤(Kr), 요오드(I) 등의 방사능 준위변화를 확인한 결과 핵연료 손상의 징후는 없는 것으로 확인했다. 사업자 코드와 KINS 코드(미국 NRC 코드와 동일)를 활용해 시뮬레이션을 통해 평가한 결과 주요평가 항목인 핵연료중심선온도와 피복재변형률 모두 충분한 여유도를 확보하고 있음을 확인했다. 또 원자로냉각재 비등(沸騰, Boiling)으로 연료봉 표면에 기포가 과도하게 생성돼 열제거능력이 크게 감소하는 기준값으로부터의 여유도를 평가한 값은 7.37로 허용기준값(1.23 이상)보다 여유도가 충분한 것으로 평가했다.

하지만 제어봉 구동설비의 건전성 확인 결과 지난달 10일 실시한 제어봉 제어능 시험 초기에 발생한 제어군 B 내 두 그룹간 2단 위치편차는 제어봉 조작자의 조작 미숙에 의한 것으로 확인했다. 제어군 B는 2개 그룹으로 구성돼 있으며 제어군 B를 1단 인출하기 위해서는 제어군 B를 2회 연속 조작해야 하나 당시 작업자는 1회만 조작했다. 2단 편차를 조정한 후에 제어군 B를 100단까지 인출하는 과정에서 1개 제어봉이 12단 편차로 인출되기 전 발생한 제어봉(M6) 고착은 래치잼(걸쇠 오작동) 또는 크러드(불순물)에 의한 것으로 추정하고 있다. 특별조사단은 제어봉 구동장치가 건전한지 추가적으로 확인하기 위해 향후 원자로헤드를 열고 제어봉 구동장치에 대한 육안점검도 추진할 계획이다.

“무자격자 원자로 일부 운전 사실 확인”…추가 조사·재발방지대책 마련 예정

특별사법경찰은 관계자 진술 등을 통해 제어봉 제어능 측정시험 중에 무자격자가 원자로조종감독면허자의 지시·감독 없이 원자로를 일부 운전한 사실도 확인했다. 운영기술지침서에 따르면 제어봉 제어능 측정시험 중에 원자로 열출력이 5%를 초과하게 되면 즉시 수동정지를 해야 하나 당시 근무자들은 원자로 열출력이 5%를 초과한 상황에도 원자로를 즉시 정지하지 않은 것으로 조사됐다. 한수원측은 운영기술지침서 상의 열출력이 노외핵계측기 열출력이 아니라 2차측 열출력이라 주장해 왔으나 2차측 열출력값도 5%를 초과한 것으로 확인했다. 원안위 특별사법경찰은 원안법 위반 혐의자들을 대상으로 수사를 진행했고 현재 광주지방검찰청이 수자 지휘중이다.

아울러 약 13시간 동안 제어봉 시험을 진행하며 3개 근무조가 참여했으나 근무자 교대시마다 수행해야 하는 중요작업전회의는 최초 투입된 근무조만 실시했으며 제어봉의 위치편차를 조정하기 위해서는 작업오더 발행 및 작업계획서를 신규 작성하고 작업전회의를 개최해야 하나 이 역시 준수하지 않는 등 한국수력원자력(한수원)의 자체 절차서도 위반한 것으로 드러났다. 게다가 임계허용 이후 초기단게 운전인 원전 기동공정이 24시간 연속으로 수행돼 교대근무가 가능한 운전원이 아닌 노심파트 직원은 25시간 연속 근로중이었다.

특히 이번 사건은 제어봉 제어능 측정법을 14년 만에 변경해 수행함에도 반응도를 계산한 원자로차장은 기동경험이 처음이었으며 이를 보완하는 교육훈련도 받지 않은 것으로 나타났다. 아울러 계획된 공정기간 준수가 우선시 되는 관행, 정비 기간이 연장될 경우 발전소 평가에서 감점을 부여하는 등의 경영상의 문제가 있는 것도 확인했다.

향후 원안위는 제어봉 구동설비 건전성, 안전문화 점검 등에 대한 추가 조사와 함께 재발방지대책을 포함하는 종합 결과를 발표할 계획이다. 원안위는 법령 위반에 대한 행정처분, 재발방지대책 등을 포함해 전체적인 사건 조사 결과를 심의·의결한다. 재발방지대책에 대한 사업자의 후속조치계획을 제출받고 주기적으로 점검해 이행 여부도 확인할 예정이다.

정재훈 한국수력원자력 사장은 원안위 중간결과 발표에 대해 사죄의 뜻을 밝혔다. 정 사장은 이날 세종시 산업통상자원부 청사에서 이데일리와 만나 “죄송하다”며 “한빛 1호기 사건은 변명의 여지가 없이 우리가 잘못한 것”이라고 고개를 숙였다. 이어 “지역 주민들에게 불안을 끼친 것은 큰 잘못이다”고 사과했다.