원자로 출력이 급감하면 원자로 내부에서는 중성자 흡수물질인 제논이 축적된다. 일반적으로 제논은 출력을 높이면 없어진다. 당시 신한울 1호기의 상황은 어땠을까.
KINS 보고서에 따르면 원자로 출력의 급격한 감소에 따라 제논 축적으로 발생한 부반응도를 제어수단인 붕소희석으로 상쇄하지 못한 결과, 원자로가 미임계에 도달한 것으로 나타났다.
원전 운영자(한수원)는 초기 반응도 분석 시 원자로 출력 30% 유지가 불가능할 것으로 판단, 불확실도를 고려한 평가 결과를 핵연료설계사(한전원자력연료)에 요청했다. 설계사는 원전 운영자가 제공한 오후 1시 45분, 오후 4시 기준 운전자료(각각 오후 1시 45분, 오후 4시까지의 기준)를 바탕으로 평가한 결과, 붕소 농도를 12.1ppm으로 유지할 시 5%의 출력 유지가 가능할 것으로 판단했다.
원전 운영자는 붕소 농도를 감소시켰지만, 설계사가 제시한 붕소 농도 목표치에 도달하기 전 원자로가 미임계에 도달한 것. 그렇다면 왜 설계사 평가와 실제 운전상 차이가 발생했을까. 설계사는 붕소 농도 변화를 12.1ppm으로 평가하여 약 19.8ppm 희석을 요구했지만 실제 운전 기록은 25ppm으로 나타났다.
KINS는 보고서를 통해 “설계사는 이날 오후 4시 기준 이후 약 3.5시간 동안 12.1ppm까지 붕소희석운전을 할 경우, 출력 5%를 유지할 것으로 평가하였으나 오후 7시 30분경 붕소 농도는 25ppm으로 희석되어 원자로출력이 0.01%까지 감소했다”며 “이러한 차이는 전산코드 결과에서 요구하는 붕소희석률과 실제 운전 조건이 상이하여 정반응도 주입량의 차이가 발생한 것으로 분석됐다”고 전했다.
또 “터빈‧발전기 정지 후 반응도 변화는 정지 이후의 출력변화 추이에 의존하므로 사전에 이를 정확하게 예측할 수 없어 정확한 반응도 평가를 위해 설계사에 반응도 평가를 의뢰한 것”이라며 “붕소희석농도 평가 과정에서 주기말 낮은 붕소 농도와 희석 한계를 충분히 고려하지 못한 것이 실제 운전상 차이를 발생시켰다”고 했다. 이에 KINS는 반응도 평가 신뢰도 향상을 위해 비정상절차서 개정을 대책으로 제시했다. 설계사 분석 수행 시 실제 발전소의 최대 붕소희석률을 제공하는 내용이 골자다.
이 대표는 “설계사는 5% 출력을 맞추기 위해 12.1ppm으로 평가했는데 실제 운전상 붕산 농도가 25ppm으로 나왔다면 기본적으로 한수원이 붕소희석 운전을 잘못한 것”이라며 “코드가 잘못되지 않은 이상 결과값은 정확하게 도출되기 때문”이라고 설명했다.