일본의원자력사고에서인적오류분석과대응방안도출의재검토 이용희 (yhlee@kaeri.re.kr) 계측제어인간공학연구부한국원자력연구원 A Revisit to the Japanese Cases of Nuclear Accidents for Human Error Analysis and Countermeasure Development Yong-Hee Lee I&C and Human Factors Division, Korea Atomic Energy Research Institute, Dukjin-Dong 150, Yuseong-Gu, Dae-Jeon, 305-353 초록 (Abstract) 일본후쿠시마원전사고로원자력의대중인식 (Public Acceptance) 이심각하게악화되었다. 후쿠시마사건분석에서특히일본의고유한조직특성과문화적문제가원인으로작용한인적오류의성격임이부각되자, 각국은안전문화를재평가하는등원전의조직및문화적요인에의한인적오류를포착하거나대응방안을마련하는데부심하고있다. 그러나인적오류를일으키는안전문화는특정한독립요소가아니며최저기준도제시될수없다. 안전문화의만족여부평가도어렵지만, 평가결과를얻어도구체적인대응방안도출이나대응방안의실행효과확인도매우어렵다. 본연구는일본이경험한원자력분야의사고사례의학습과정을추적하여, 국내원자력분야의인적오류방지에필요한고려사항을도출하는연구의일환으로수행되었다. 인적오류의주요원인으로서안전문화는 1986 년체르노빌사고를계기로급격히부각되었으나, 일본은안전전반에서우월적자부심을유지하였다. 그런일본에서안전문화의재인식필요성이부각된계기는 1999 년 JCO 핵연료가공공장에서발생한일본최초의임계사고를들수있다. JCO 사고는전형적인조직및안전문화의문제로분석되었으나, 일본은충분한교훈을얻지못하여이후에도은폐, 조작등유사한문제를연이어드러냈으며, 이번후쿠시마사고에서도같은문제가지적되었다. 따라서일본이조직및안전문화문제의분석및대응이적절하지못했던이유를파악하기위해 JCO 사고등에서적용된인적오류분석과대응방안도출내용을검토하였다. 이는 UAE 원전수출이후몇가지사건을통해안전성에대한의문이새롭게제기되고있는국내원자력분야의대책수립이나, 조직및안전문화라는인적오류의새로운영역에대한연구방향정립에활용할수있을것이다. Keywords : nuclear power plants, organizational safety, safety culture, JCO accident, human error, countermeasure 1. 인적오류와안전문화부각의배경 시스템의발전과정에서대형복합 (large-complex) 시스템은수많은혜택을주었지만, 그혜택만큼이나큰위험을내포하고있다. 타이타닉유람선사고이후 20세기에는수많은대형시스템사고로인류의기술적자부심에상처를 입었으며, 그중에서도원자력분야의사례가두드러진다. 원자력분야에서는 1979년 TMI 원전과 1986년체르노빌원전사고로세계를충격에빠뜨린경험이있고, 이는후쿠시마원전사고로 21세기에도다시반복되고있다. 그런데이러한대표적사건을인재로보고새로운기술적도전과제로삼아온관행은인간공학의기술발전촉진에기여한바가크다. TMI 사고는인터페이스의문제로인
한인적오류로인식한결과, 종사자에게적절한정보를제공하고최적의표시방법을통해첨단인터페이스를제공하는인간공학기술의획기적인발전을달성했다. 이는전산기및첨단전자기술의발전과결합하여이때까지자동차및항공우주분야를통해발전해오던작업환경및설비에대해전산업에서획기적인발전을달성하는데기여했다. 이어진체르노빌사고는같은인적오류이지만조직과문화적문제로의해발생한것임을새롭게인식하여, 인간공학의새로운과제로안전문화 (safety culture) 를부각하였다. 그러나이후원전에서발생한인적오류의 70% 가조직적문제라는통계가계속되고있었으며, 결정적으로 2011 년후쿠시마사고를통해서체르노빌사고의교훈에서도출된과제가아직기술적으로미결상태임이여실히드러났다. 이는후쿠시마사고와연이은사건으로원자력의대중인식 (public acceptance) 이심각하게악화된상황에서국내원자력계에큰과제로부각되고있어, 일본의인적오류사고경험을통해해결방안을모색하였다. 일본은자체분석에서후쿠시마사고를 Made-in-Japan 이라고설명하면서, 일본의고유한조직및문화적특성이사고의확산에결정적인한요소로작용했음을자인하였다. 이러한분석결과는안전문화의중요성을새롭게불러일으켜전세계원자력국가들이안전문화에대한재평가및조직및문화적결함으로인해발생할수있는인적오류에대해포착및대응방안의마련에부심하게하였다. 또한안전에관한상대적우월감을가지고있던일본이근본적인반성에나서는계기가되었다. 그러나조직및문화적요소를의미하는안전문화는그정의 (definition) 부터불확실하여, 안전성확보여부의평가는물론문제점포착이나개선대책마련이추상적인수준에머물러있어서기술적인접근이어려운상황이다. 본논문은안전문화와관련된일본의원자력사고경험을추적하여, 인적오류분석및대응방안도출과정에서안전문화를보다효과적으로다룰수있는방안을검토하였다. 1986년체르노빌원전사고는설계개념의결함은물론종사자의원자력위험에대한근본적인무지등이지적되면서구소련의기술적자존심을무너뜨린사건이었다. 이로서인적오류가보다근본적으로조직및문화적배경에서도발생할수있음을인식하는계기가되었다. 따라서 IAEA는 INSAG활동을통해안전문화 (safety culture) 라는과제를정의하고전세계적인안전문화평가를주도했는데, 이러한활동의배경에는당시 IAEA를주도하던일본의의견이크게작용하였다. 산업안전의전반에걸쳐기술적자부심을가지고있는일본은원자력의안전문화에관한우월적자신감을드러내고있었다. 하지만이러한자신감은 JCO 핵연료가공공장사고가조직및문화적문제라는것이밝혀지면서의심을받게되었다. 그러나 JCO의이후에도문제가해결되지않고, 몬주로화재사고와동경전력의허위보고및은폐등으로문제가계속되었다가, 2011 년후쿠시마사고로근본적인불신에봉착하게된셈이다. 원자력분야에서는대부분의사고가근본적으로인적오류로보아야한다는것을인식하고있을뿐만아니라, 체르노빌이후에는그원인이조직적문제라는결과를계속확인하고있다. 그럼에도불구하고일본은체르노빌사고에서제기된안전문화문제를 JCO 사고를통해서직접겪게되었을뿐만아니라, 조직및문화적문제를반복하면서도후쿠시마사고에이르기까지적절한대응방안을확립하지못하고있었던셈이다. 2.2 JCO 사고의재분석 1) JCO 사고의개요 JCO 사고는 1999년일본동해안의이바라키현, 도카이무라 ( 村 ) 에있던핵연료가공공장에서발생한일본최초의핵임계사고이다. 종사자 3명이우라늄을다루는과정에서작업규정위반으로핵임계를일으켜대량의전신피폭을당하여그중 2명이사망했을뿐만아니라, 지속된임계상태로인해반경 10km 주민이대피하고철도와도로가폐쇄되는등긴급조치로이어져, 사회적으로큰충격을주었다. 2. 일본의안전문화관련인적오류사고 2.1 일본에서안전문화의부각과인적오류 그림 1. JCO 도카이무라위치및작업공정의개요
2) JCO 사고의원인과대응 JCO 사고는작업자가임계가발생하지않도록정해진규칙을위반하면서과도한양의우라늄을처리하려고했기때문에발생한것으로, 표면상으로는작업자위반 (violation) 유형의단순한인적오류사고로해석되었다.( 일본원자력안전위원회보고서기준 ) 일부이어지는비상대응과정에서의실수도추가로지적되었다. 그결과피폭된종사자를포함한 JCO 직원 6명에대한벌금형및형사처벌로이어졌으며, 후속조치로는사고후의문제를중심으로방사선사고에대한일본정부의비상대응계획을보완하는것이고작이었다. 우선의도치않은임계를야기한작업자의위반작업은작업자개인이알려진위험을무시한위반행위가아니었다. 작업자들은임계위험에대해서전혀알지못했을뿐만아니라, 그런위험상황이발생할수있는잘못된공정및절차가있었다. 잘못된공정및절차는그림과같이 JCO에의해이미사고 5년전에임의로변경된것이었다. 그림2. JCO사고경위 ( 일본원자력안전위원회보고 ) 그러나작업자가그런치명적인위반을저지르게된이유에대한의문이제기되어, 공정및절차의무단변경과위반을지속해온관행은물론임계의위험에대한종사자의무지와, 적절한위험지식을제공하지못한관리가직접적인원인으로지적되었다. 또그런원인의배경에는 JCO 경영자, 주문을주도한 PNC 및원자력규제당국의전문가적과신과잘못된판단이있으며, 이들은모두가일본의고유한조직및문화적특성으로인해문제점으로작용한것으로지적되었다. 3) JCO 사고의원인재분석다음그림3은 JCO 사고에대한최초의원인분석을제시하고, 공식적인보고서이외에도언론과논문등 15가지국내외문헌에서제기된원인또는영향요소들을사건발생이전과이후로나누고관련주체들을구분하여구조적으로재구성한것이다. 그림3. JCO사고의원인구조 ( 최초 ) 그림 4. JCO 공정의반복적인변경 따라서종사자에대한교육훈련부적절, 형상관리 부재등의조직적결함을넘어, JCO 운영의결함과이를지속한관행이진정한원인이다. 나아가 JCO 의운 영에근본적인결함이생기고사고가발생할때까지 지속된것은, 영리기업인 JCO 의운영에걸맞지않는 핵연료공단 (PNC) 의무리한주문 ( 고농도의균질화된액 상우라늄 ) 과상업조직과유착된일본규제기관의부 적절한승인체계및승인후에는책임을위임하는관 리감독의소홀등이근본원인이었다. 물론이들의배경에는일본원자력계의기술적자만 심에서출발한 설마의식 과 IAEA 로부터핵연료주기 기술전반을인정받아재처리까지이행하게된데따른 자기과신 ( 자만심 ) 이자리잡고있는것으로재분석된 다. 이들은 JCO 만의문제가아니라일본원자력계의 근원적인문제에해당하는포괄적인항목들이다. 이러한조직및문화적문제는사건의발생후대처 과정에서도동일하게작용했다. 20 시간동안임계를종 식시키지못한것은기술능력의부족이외에도기술적 의사소통능력의결함을드러낸사건이었다. 방사선 시설에서비상계획의미비및피폭사고에대한의사 소통실패등도피해확산의원인이었다. 구조반 / 대책 반에서불필요한피폭이지속되고신속한대처및비 상대응능력부족으로사회적혼란및반핵여론을촉 발한것은여전한일본식폐쇄적문화와조직문제때 문이었다. 이는체르노빌사고과동일하게 JCO 사고에 서도안전의사결정및의사소통의부족과같은조직 및문화적문제를드러낸것이다. JCO 사고를분석하 면서일본도이러한문제를원인으로지적하고, 대응 조치의필요성을심각하게제기한것으로보인다.
4) JCO 사고의원인재구성및대응방안검토 JCO 사고와관련하여다수의문헌에서조직및문화측면과관련된대부분의요인들이심각한원인으로파악되고반복적으로제기되었지만, 대응방안과는상당한거리가있었다. JCO 운영조직의안전불감증과그로인한공정및절차의무단변경이나이를방관한규제기관의문제를인정하였음에도불구하고, JCO 사고의후속조치는제한적이었다. 예를들면일본의안전문화문제나규제기관과원자력계의기술적유착성문제에대해서는아무런실제적인조치가없었다. 대신에 JCO 종사자를개인적으로처벌하는책임추궁방식의전형적으로잘못된인적오류대응방안과문제의원천인 JCO 공장을아예폐쇄하여논란을회피하는방식의회피형대응조치만을실행하였다. 3. JCO 사고안전문화교훈의반영검토 3.1 JCO 사고의안전문화교훈과반영검토조직및문화측면과관련된대부분의요인들이이미심각한원인으로제기되어있었지만, 종사자와관련된조치를제외하고실제안전문화관련문제들은대부분구체적인대응방안으로연결되지못한것이특징이다. 이는조직및문화적요인을단순히포괄적인 안전문화결함 으로치부하고, 구체적인오류의구조를분석하지않았기때문이다. JCO 운영조직의안전불감증과그로인한무단공정및절차변경이나이를방관한규제기관의문제에대하여, 규제기관의기술적유착성은구체적인조치가불가능한문제로보고대신 JCO 조직을아예폐쇄하는극단적인책임추궁으로대 처하였다. JCO 사고의원인중에서종사자및운영회사의위반행위에대한처벌은엄격한관리의뉘앙스를제공했지만, 실제로일본원자력계에서그효과는거의없었던것으로보인다. 특히 JCO와같은핵주기시설과원전을분리하여원전에적극적인조직문제대응조치를적용하지않았기때문이다. JCO 사고이후에몬쥬고속증식로누출화재사고, 미하마원전고온증기사망사고, 동경전력허위보고및은폐등이발생하여, 보다엄격한관리와는완전히동떨어진상태가계속됨을증명하는사건들이연이어졌기때문이다. 더욱이그런조직및문화문제가배경원인으로지속되고있음을인식하였음에도불구하고후쿠시마사고가발생하기까지일본은이분야에대한적극적인조치에나서지않은것으로추정된다. 예를들면 JCO의인허가과정에서규제기관과사업자와의유착관계는후쿠시마사고에서도동일하게지적되었다. 또 JCO사업자 / 비상조직 / 정부간의의사소통및의사결정실패는후쿠시마사고에서도동일한문제로작용하여, 사고의진행을효과적으로완화시킬기회를놓치고전세계적인불안감을고조시켰다. 특히알려진근원적위험에대해사고이전에조치할수있었다는지적은통렬한것이었다. 또상대적으로폐쇄적인일본의조직문화적특성은후쿠시마원전및동경전력의기술적책임감을통해효과적인위험의사소통을차단하여, 오히려사태를악화시킨전문가적오만으로지적되었다. 3.2 JCO 사고안전문화교훈의효과적반영방안원전사고에대해인적오류측면의분석을통해효과적인안전대책을수립하는것은이제까지유익한결과를도출하였다. 그러나 JCO 사고의교훈학습과정을살펴보면조직및문화적요인의경우에는인적오류분석이나대응방안도출에서효과적으로다룰수있는방안이불확실하여, 사고의교훈에서직접적인개선을
기대하기는아직어렵다.
4. 안전문화교훈의반영을위한인적오류분석및대응방안도출개선 일본은 JCO 사고에서드러난조직및문화적문제 에대하여이후동향및후쿠시마사고로보아적절 한기술적반영에결과적으로실패한것으로보인다. 그런데이러한동향은불행히도국내원자력계에서 도유사한상황으로추정되는형편이다. 국내에서는 JCO 사고와같은대형피폭사고는발생한적이없으나, 원전화재, 백색비상지연발령, 밸브해체작업중화상 사고등과, 최근에는시험중격납살수, 완전전원상실 및은폐로부터납품비리에이르기까지등다양한문 제가발생하여조직적문제에관심이집중되고있다. 특히한국형원전이본격가동되기시작한 2000 년대 의불시정지사건을재분석한결과 70% 이상절대적 으로큰비중의사건이조직적문제와관련이있는 것으로분석된바있다 (2012 김사길외 ). 이는일본 과유사하게조직및문화의결함에대한구체적인 인식및대처에실패한다는의심을피할수없다. 예를들면, 최근국내에서발행된후쿠시마사고보 고서에서도안전문화문제를강조하고있으며, 국내 스스로채택한교훈의 5 가지분야중안전철학및 확보체계강화, 안전기반강화등 2 개분야에서안 전문화와관련된문제를제기하고있다 ( 한국원자력 학회, 2012). 그러나대응방안은결과적으로 안전문 화가체질화되고독립적으로평가되어야한다 는포 괄적인선언에그치고있으며, 구체적으로는규제기 관의독립성 / 전문성또는운영기관의책임을다시 강조하는수준에머물고있다. 상대적으로중대사고 연구나안전감시기능의보강, 비상대응체계의강화 등에서제시되는구체적인조치와는달리, 조직및 안전문화관련조치는굳이후쿠시마사고와직접적 인연관을짓지않아도되는일반적인교훈에그치 고있다. 인적오류의주요원인으로안전문화를빈번하게 부각하고있으나, 안전문화는단일한원인요소가아 니므로전통적인분석방법으로는접근이어렵다. 인 적오류는상황종속성을고려하여구조적으로정의되 어야하기때문에, 안전문화는별도의원인요소로포 함되는것이아니라요인간의구조에내재되는성격 을가지고있다. 또한대응방안도출에서도안전문화 를포괄적으로개선또는증진해야한다는것은구 체적인내용을적시할수없으므로대응방안으로유 효할수없다. 발생된사건으로부터안전문화의결함 을의미하는구체적인내용이사건의세부요소와그들간의구조로나타나기때문에, 포괄적인안전문화개선이아니라특정한측면에대한조치가대응방안으로선별되어야할것이다. 마지막으로인적오류사건은전형적인대표성을가지고있는데, JCO와같이비원전시설에서발생한사건이라고하더라도구조적으로동일한다른사건의교훈으로포착하는대표성분석이필요하다. 이는희귀사고 (rare event) 의특성을가지고있어서사고의교훈이귀중하게취급되는고신뢰도시스템에서인적오류관리에서반드시적용되어야할기술적인주안점이다. 특히대응방안도출과관련해서는인적오류분석자들대부분이신중하지못하거나기술적오해로인해조직및문화문제와같은미묘한요소를다루기에는현저히취약한것으로보인다. 우선인적오류는단일한원인과결과의조합이아니므로, 특정한원인요소를여러사례에걸쳐그빈도와비중을종합하는방식으로는인적오류에효과적으로대처하기어렵다. 인적오류는반드시다양한요소들의조합으로파악되어야하는하나의사건이기때문이며, 조직및문화의결함의경우에는대부분그러한조합을나타낼수있는구조로분석되어야하기때문이다. 또한인적오류의원인이그대로대응방안으로직결되지않는다는점에서현실적인선택에서의효과를관리하기어렵다. 조직및문화요소의경우에는문제를직접해결하거나통제하기보다는영향관계를통해간접적으로대응하는것이비용효과측면에서효과적이기때문이다. 현재로는이러한관점을반영하여인적오류를신중하게다루고있는기법은아직발견되지않는다. 인적오류분석에서조직및문화문제의분석및대응이적절하지못했던것은이상과같은인적오류의종속성, 구조성, 대표성등기본특성을반영하여안전문화에대한바른접근방법에따른분석및대응방안도출기법이없었기때문이다. 5. 결론및토의 본논문에서는국내원자력분야의인적오류방지에필요한고려사항을도출하기위하여 1999년 JCO 핵연료가공공장임계사고를중심으로일본의인적오류교훈사례학습과정을검토하였다. 인적오류분석및대응방안도출에서조직및안전문화문제의분석및대응이적절하지못했던것은일본만의문제가아니다. 그동안인적오류의종속성, 구조성, 대표성등기본특성을반영하고공학적으로실무에초
점을맞춘효과적인인적오류분석의접근방법및대응방안중심의실무기법개발이상대적으로미진한상태에머물렀기때문이다. 일본의 JCO 사고및그교훈학습경험은지구온난화및환경문제와 UAE 원전수출로원자력르네상스의재도래를구가하다가, 최근고리1호기전원상실및은폐, 원전납품비리등몇가지사건을통해신뢰성에의심을받고있는국내원자력분야에시사하는바가크다. 안전전반에서우월적자부심을유지하던일본이 JCO 사고에서드러난문제에제대로대처하지못하고, 연이은은폐와허위보고등을경험한후에도같은문제로후쿠시마사고를당한점은중요한타산지석이다. 그러므로인적오류분석및대응방안수립과정에서조직및안전문화라는새로운과제를다루는데, 일본의시행착오경험을적극반영한접근방법에대한본격적인논의가필요하다. 또이를기반으로조직및문화적문제와관련된인적오류의대처를위한기법개발이시급하다. 원자력분야에서는조직및문화적측면에서인적오류를분석하고이에대처하기위한다양한기법을개발중이다. 간의기록 ' ( 방송물 ), 2000. 차종희, 원자력안전 : 도카미무라 JCO 임계사고, 원자력연구원 한국원자력학회, 후쿠시마원전사고분석보고서 ( 축약본 ), 2012 Author listing Yong-Hee Lee : yhlee@kaeri.re.kr Highest degree: MS, Department of Industrial Engineering, Seoul National University. Position title: Principal Researcher, Division of I&C and Human Factors, Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). Areas of interest: Cognitive System Engineering, System Safety, Human Error, Interface Design 참고문헌 Kim, S. K., et al, Investigations on Human Error Hazards in Recent Unintended Trip Events of Korean NPPs, KNS-2012-Fall, 2012. Lee, Y. H., et al, An approach to find countermeasures against human errors in NPPs, NPIC&HMIT 2009, 2009. KISTI, 미리안 / 글로벌동향브리핑, JCO 임계사고생존자무지가원인이었다고진술, 2005 김사길외, 국내원전불시정지사례의인적오류위험요소분석보고서, 한국원자력연구원, 기술보고서 ( 미발행 ), 2012 도카이무라 JCO 임계사고 ( 원문 : http://www.nuketext.org/jco.html) ( 번역 : http://blog.naver.com/simkibo6565/20088539054 ) 동아일보 ( 심규선 ), 원자력개발첫사망사고, 日안전신화붕괴충격, 1999년 12월 23일자기사마이니치, 동경전력, 원자력발전소트러블은폐, 2002년 8월 30일자기사 ( 원문일어 ) 이용희, 인적오류연구의동향과과제 : 어떻게하고있으며, 무엇이필요한가?, 대한인간공학회지, 30권1호, 1-8, 2011. 이용희, 인적오류에영향을주는조직특성및안전문화평가방법에대한기초조사연구, 대한인간공학회추계, 2011. 이용희, 국내원자력발전소에서발생한몇가지인적오류의특성비교, 대한인간공학회춘계, 2012. 일본內閣府原子力安全委員會, 일본原子力安全委員會, 우라늄加工工場臨界事告調査委員會報告 (1999.12.24), JCO 關聯 (http://nsc.jst.go.jp/anzen/sonota/nscnews_jcof.htm), 1999 일본방송협회취재반 ' 토우카이무라임계사고, 피폭치료 83일