멜트다운
다른 표기 언어 Nuclear Meltdown 동의어 노심용융, 爐心鎔融, 노심용해, 爐心鎔解, 노심융해, 爐心融解, 원자로용해, 原子爐鎔解요약 원자로 중심부에 있는 핵연료 다발이 녹아내리는 현상. 냉각재 누출사고 등을 이유로 원자로 내부 온도가 상승하면서 발생한다.
원자로의 중심에 있는 핵연료 다발인 노심(爐心, Core)이 녹는 현상이다. 원자로 이상으로 내부 온도가 상승하면서 발생하는 사고로 노심용융(爐心鎔融), 노심용해(爐心鎔解), 노심융해(爐心融解), 원자로용해(原子爐鎔解) 등으로도 부른다.
멜트다운의 대표적인 원인으로는 냉각재 누출사고(LOCA, Loss-of-Coolant Accident)가 있다. 노심에 있는 냉각수가 부족해서 일어나는 사고로 원자로에는 이를 대비한 비상 노심 냉각 시스템(ECCS, Emergency Core Cooling System)이 장치되어 있으나 제대로 작동하지 않을 때 내부 온도 상승으로 인해 멜트다운이 발생하게 된다. 이외에도 노심의 이상 출력으로 인해 멜트다운이 발생할 수도 있다.
원자로 내부의 온도가 일정 이상 올라가면 먼저 보호용기가 녹고 다음으로 중앙부의 노심(핵연료)이 녹아내린다. 노심에 있는 우라늄, 플루토늄, 토륨 등의 핵연료나 요오드-131, 세슘- 137, 크립톤-85 등의 핵분열 생성물이 녹아내려 보호용기를 뚫고 노출되는 현상은 멜트스루(Melt Through)라 한다.
녹아내린 고온의 핵연료가 보호용기를 통과하면 물을 증발시키면서 방사능이 포함된 증기가 대기 중에 방출된다. 이를 통해 핵분열 생성물 등이 외부로 퍼져나가며 주변은 방사능에 오염된다. 대표적인 멜트다운 사례로는 1979년 발생한 미국의 스리마일 섬 원자력 발전소(TMI, Three Mile Island Nuclear Generating Station) 사고와 1986년 발생한 소련의 체르노빌 원자력 발전소 사고(Chernobyl Disaster) 등이 있다.
스리마일 섬 사고는 원자력 발전소 2호기에서 냉각재 누출사고(LOCA)가 원인이었다. 이후 직원이 실수로 비상 노심 냉각 시스템(ECCS) 작동을 멈추면서 통제 불능 상태가 되어 멜트다운이 발생했으며 국제 원자력 사고 등급(INES, International Nuclear Event Scale) 체계에 따라 5등급으로 분류되었다. 체르노빌 사건은 원자로 4기에서 비정상적인 핵반응으로 폭발이 일어나면서 발생했다. 폭발로 인해 원자로의 천장이 파괴되면서 다량의 방사능 물질이 외부로 방출되었으며 국제 원자력 사고 등급 중에서 가장 심각한 INES 7등급으로 분류되었다. 당시 사고로 30명 이상이 사망하고 200명 이상이 방사능 노출로 인한 질병에 걸렸으며 30km 이내 주변 지역 토양과 지하수원이 방사능에 심각하게 오염되었다.