원전의 설계 기준은 인명보호와 붕괴방지를 목표로 하는 일반건축물과 달리 구조물이 손상되지 않는 정상가동을 목표로 합니다. 따라서 내진설계를 초과하는 지진이 발생하여도 체르노빌과 같은 대량 방사능 유출사고는 일어나지 않도록 지어졌습니다.

실례로 2007년 일본의 가시와자키 가리와 원전은 설계기준(0.28g)을 약 2.4배 초과한 지진에도 발전소가 안전하게 유지되었으며, 2011년 미국의 노스애나 원전 또한 설계기준(0.12g)을 약 2배 이상 초과하는 지진동(0.255g)이 발생하였으나 안전정지계통에 손상없이 발전소가 안전하게 유지된 사례가 있습니다. 또한, 현재 국내 원전은 세계적인 수준의 내진설계가 되어 있으며, 발전소별 평가를 통해 지진에 대한 원전 안전성을 더욱 높이기 위하여 내진성능을 보강(0.3g)하고 있습니다.

우리나라 원전과 일본의 후쿠시마 원전은 원자로의 종류가 다르며, 구조적으로 격납용기 내부 체적이 우리나라원전이 일본 원전에 비해 5배가량 큽니다. 다음과 같은 이유로 일본과 같은 지진 및 지진해일이 발생할 경우 우리나라 원전이 훨씬 더 안전합니다.

첫째, 일본 원전은 원자로 내의 냉각수를 직접 끓여 발생한 수증기로 터빈을 운전하지만 우리 원전은 그렇지 않기 때문에 외부로 방사능 물질이 누출될 가능성이 훨씬 적습니다.

둘째, 우리나라 원전은 지진해일로 인해 전기가 끊기더라도 증기발생기를 이용한 원자로심의 냉각이 가능합니다.

셋째, 만약 원자로심이 녹아 수소가 발생하더라도 우리 원전은 일본과 달리 전기 없이 동작하는 ‘수소재결합기’가 있어 수소폭발이 일어나지 않습니다.

지구는 표면을 구성하고 있는 지각, 그 밑에 두껍고 물렁물렁한 맨틀, 그리고 액체로 생각되는 외핵, 철과 니켈로 된 단단한 공 모양의 내핵으로 이루어져 있습니다.

지진에 대해 이해하기 위해서는 우선 지구의 구조를 알아야 합니다. 우리가 살고 있는 지구의 내부는 어떤 물질이 어떤 상태로 이루어져 있는지 알아보겠습니다. 반경이 약 6,370km 정도인 지구의 내부는 여러 개의 층으로 구분되어 있습니다. 그 중 지구의 표면을 구성하고 있는 지각은 단단한 암석으로 평균 두께가 약 30km 정도입니다. 또한 지각은 여러 개로 조각이 나 있는데, 이 조각을 판이라고 부릅니다.

지각 밑에는 두껍고 물렁물렁한 층이 약2,900km 까지 계속되는데 이것을 맨틀이라고 부르며, 맨틀의 온도는 약 2,000도에 이르고 있습니다. 결국 우리가 살고 있는 지각판은 맨틀 위에 떠 있다고 볼 수 있습니다. 지하 2,900km에서 지구 중심부까지를 핵이라고 하며, 액체로 생각되는 외핵은 두께가 약 2,200km정도이며, 녹은 금속이 펄펄 끓는 뜨거운 층으로 되어 있습니다. 지구의 가장 중심인 내핵은 철과 니켈로 된 단단한 공 모양으로, 반경이 약 1,240km정도이고 온도가 4,500도 정도로 굉장히 뜨겁지만 바깥의 모든 층에서 누르는 압력 때문에 녹지 않습니다.

지구의 표면은 여러 개의 판으로 나누어져 있습니다. 이 판들이 움직이면 지구표면에 에너지가 쌓이게 되고 장기간에 걸쳐 쌓여진 에너지는 지구 표면에 스트레스를 주게 됩니다. 이 스트레스가 지구 표면의 암석이 견딜수 있는 한계를 넘어서게 되는 순간 지진이 일어나게 됩니다.

지진이란 땅속의 거대한 암반이 갑자기 갈라지면서 그 충격으로 땅이 흔들리는 현상을 말합니다.
이 지진은 엄청난 파괴력 때문에 아주 오랜 옛날부터 인류에게는 신비와 경이로움 그 자체였습니다. 고대 중국에서는 용이 지구를 흔들기 때문이라고 생각했고, 인도에서는 지진의 원인이 코끼리 때문이라고 생각했으며, 고대 바빌론에서는 지하의 여신이 지진을 만들어냈다고 믿었습니다.

지진에 대한 연구가 신화나 미신에서 벗어나기 시작한 것은 18세기 중반부터였으며 이때부터 지진의 발생 원인을 과학적으로 설명하려는 노력이 시작되었습니다.

오늘날 지진의 원인을 가장 잘 설명하고 있는 일반적인 이론으로 독일의 지질학자인 베게너(1880～1930)가 제시한 대륙이동에 따른 판 구조론입니다. 판 구조론에서는 지구표면인 지각은 약 2억년 전에는 하나의 대륙과 하나의 대양으로 구성되었으며, 약 1억5천만년 전에는 하나의 대륙이 두 개의 조각으로 갈라지게 되었고, 그 후 두 개의 조각은 일년에 수 mm에서 수 cm씩 움직이면서 또 다른 여러 개의 조각으로 갈라지게 되었다고 합니다.

이렇게 갈라진 지각판들은 계속 움직이며 서로 끼어들고, 밀고, 젖히거나 하면서 결국 옴짝달싹 못하게 되어 버리고 마는데, 이 꼼짝 못한 지각에 에너지가 쌓이게 되고 장기간에 걸쳐 쌓여진 에너지가 암석이 견딜 수 있는 한계를 넘어서게 될 때 지진이 일어난다고 합니다.

지진의 대부분은 판이 서로 부딪치는 판 경계부에서 발생합니다. 일본이나 미국 서부의 캘리포니아주에서 큰 지진이 많이 발생하는 것도 이런 판 경계부에 위치하고 있기 때문입니다.

전 세계적으로 매일 수백여건의 지진이 발생하고 있는데 이들 대부분은 판이 서로 부딪치는 판 경계부에서 발생합니다. 이런 경계부 중에서도 안데스산맥, 록키산맥 등으로 이루어진 환태평양 조산대와 알프스 - 히말라야 조산대 그리고 태평양 주변의 많은 해구에서 지진이 많이 발생합니다.

이렇듯 판 경계부에서 발생하는 지진의 수가 전체지진의 85% 이상을 차지하고 있는데, 일본이나 미국 서부의 캘리포니아주에서 큰 지진이 많이 발생하는 이유도 지역적으로 이런 판 경계부에 위치하고 있기 때문입니다.

그러나 지진이 반드시 판 경계부에서만 발생하는 것은 아닙니다. 판 내부에서도 밀거나 당기는 힘이 작용하고 있기 때문에 어떤 약한 암반대가 파괴되면서 지진을 일으키기도 합니다.

이러한 지진을 내륙형 지진이라고 하며, 내륙형 지진의 특징은 방출되는 에너지량은 작으나 진원지가 인간이 살고 있는 지역에서 가깝고 지표에서 거리가 얕기 때문에 큰 흔들림을 가져와 큰 피해를 초래하기도 합니다.

우리나라에서 계기지진 기록이 시작된 후 직접적으로 지진 피해를 준 지진으로 1978년 홍성지진과 1996년 영월지진, 2016년 경주지진이 있습니다.

지진계가 없었던 옛날에는 지진을 어떤 방법으로 어떻게 기록했을까요? 또 어떻게 지진의 크기를 결정할 수 있었을까요? 우리나라는 역사시대에도 지진을 기록하였는데 이는 당시에 발간되었던 각종 기록물로 알 수 있습니다.
다만 당시에는 지진에 대한 중요한 정보인 진앙지나 크기 등에 대한 직접적인 언급이 없이 “평양에서 땅이 흔들려 담장이 무너졌다”하는 식으로 피해만을 주로 기록하고 있습니다.

우리나라에서 역사지진 기록은 서기(A.D.) 2년(고구려 유리왕 21년)에서부터 1905년 계기지진 기록이 시작되기 전까지 입니다. 이들 기록은 주로 삼국사기, 고려사, 조선실록 등에 남아 있는데 지진 기록의 몇 가지 예를 들어보면 “백제 온조왕 45년(A.D. 27년) 경기도 광주에서 땅이 흔들리고 사람이 사는 집들이 기울어 졌다(삼국사 기)”,“ 고려고종10년(1223년) 평양에서 땅이 크게 흔들리고 그 다음날에도 또한 같았다(고려사)”,“ 조선 중종 14년(1519년) 강원 평창에서 지진이 일어나 땅이 요동하고 놀던 꿩들이 울어댔다(조선실록)”등이 있습니다.

1905년 우리나라에 최초의 지진계가 설치된 이후 관측된 가장 큰 지진은 1980년 1월 평북 삭주에서 발생한 리히터 규모 5.3 지진이며, 1978년 9월의 리히터 규모 5.2의 속리산지진과 1936년 7월의 리히터 규모 5.0 지리산 지진이 그 뒤를 잇고 있습니다.

계기지진 기록 이후 직접적으로 피해를 준 지진으로는 1978년 홍성지진과 1996년 영월지진이 있습니다.
홍성지진은 1978년 10월 7일 오후에 발생하였는데 지진 피해는 홍성군청을 중심으로 반경 500m에 집중되었습니다. 홍성지진은 리히터 규모 5.0으로 규모에 비해 피해가 상대적으로 크게 나타났습니다. 이는 사람이 많이 사는 지역에서 발생했고 진원의 깊이가 얕았기 때문인 것으로 판단됩니다.
그러나 무엇보다도 당시에 이 지역에서 지진에 대한 어떠한 대비도 없었다는데 가장 큰 원인이 있습니다.

영월지진은 1996년 12월 13일 오후에 발생하였습니다.
영월지진은 한낮에 발생하였기 때문에 발생 당시의 주변 상황이 비교적 잘 알려져 있습니다. 피해 내용은 주로 진앙지 부근의 10여 개의 구조물에서 균열이 있었거나 도로변에 낙석이 있었던 정도였습니다.
영월지진은 리히터 규모 4.5 정도로 대부분의 피해는 시공과 관리부실로 발생한 균열들이 지진동으로 크기가 확대된 것으로 나타났습니다.

경주지진은 2016년 9월 12일 오후에 발생하였는데 리히터 규모 5.8의 본진과 규모 5.1의 전진을 가지는 디지털 관측이후로 우리나라에서 일어난 가장 큰 지진이였습니다. 본진의 진동은 전국에서 느낄 수 있을 정도로 강력했고, 진앙지인 경주지역에서는 지붕,담장,차량 파손,건물 균열,수도배관 파열 등의 피해를 입었습니다.

또한 1983년과 1993년에는 일본 부근의 해저지진으로 인해 지진해 일이 발생하여 동해안 일대에 인명과 재산피해를 가져온 사례가 있었고, 2004년 5월 29일에는 울진에서 80km 떨어진 해상에서 리히터 규모 5.2의 지진이 있었으나 다행히 육지에서 멀리 떨어진 지점에서 발생 하여 피해가 전혀 발생하지 않았습니다.

근대적인 지진계는 1880년 일본에서 유잉, 그레이, 밀른 등의 영국인들에 의해 만들어지기 시작했습니다. 이때부터 지진계의 감지장치 확대장치, 기록장치, 시간측정 장치 등의 여러 가지 장치를 설치하기 시작하였습니다.

지진이 발생했을 경우 이를 감지하는 기구는 오래 전부터 여러 가지 방식으로 고안되어 왔습니다. 가장 오래된 기구로는 중국 후한시대의 수학자이자 천문학자인 장형이란 사람이 만든 측정기구로 전해집니다.

이 기구는 청동 단지의 둘레에 구슬을 입에 머금고 있는 8마리 청동용과 그 아래에는 입을 벌리고 있는 8마리의 두꺼비를 배열하여 지진이 발생했을 때 구슬 중의 하나가 용의 입에서 떨어져 두꺼비의 입으로 들어가도록 한 것입니다.

한편 근대적인 지진계는 1880년대 일본에서 유잉, 그레이, 밀른 등의 영국인들에 의해 만들어지기 시작하였는데, 이때부터 지진계에 감지장치, 확대장치, 기록장치 그리고 시간측정 장치 등의 여러가지 장치를 설치하기 시작하였습니다.

디지털 지진계는 전자기 유도의 원리를 이용합니다.

이는 지진이 발생했을 때 금속 코일 안에 있는 자석의 흔들림에 따라 발생하는 전류의 크기를 시간에 따라 측정함으로 지진을 기록합니다.

지진계는 추와 관성의 원리를 이용한 계측기입니다.
과거의 아날로그 지진계는 바닥과 연결되어 있는 기둥에 추를 스프링으로 매달아 놓은 형태 입니다.
이때 바닥이 움직이게 되면 바닥과 붙어있는 기둥은 함께 움직이지만 스프링에 매달려 있는 추는 움직이지 않아 추의 끝에 붙어있는 펜이 기둥이 움직이는 방향과 반대방향으로 흔적을 남기게 됩니다. 이것이 지진계의 기본적인 원리입니다.

최근의 디지털 지진계는 전자기 유도의 원리를 이용합니다. 이는 지진이 발생했을 때 금속 코일 안에 있는 자석의 흔들림에 따라 발생하는 전류의 크기를 시간에 따라 측정함으로 지진을 기록합니다.

지진계는 지진을 관측하기 위해 만들어진 것이지만 인공적으로 지진파를 만들어 지구 내부의 구조를 알아내는 데에도 이용되고 있으며, 또한 지하 핵실험을 탐지하는 데에도 이용되고 있습니다.

지구는 커다란 몇 개의 판(Plate)으로 이루어지는데 이 판들이 맨틀 위를 대류하면서 서로 부딪히게 됩니다.

대부분의 지진은 이러한 판의 경계부에서 생기는데 응력이 축적되다가 해방될 때 그 에너지가 파의 형태로 퍼져 나가는데 그것이 지진파입니다.

지진파란 한마디로 거대한 에너지 파도입니다.
지진으로 생겨난 진동은 탄성체인 암석을 통해서 전달되는 탄성파의 일종으로 생각할 수 있습니다.
즉 진동수에 차이가 있을 뿐, 소리가 공기, 물, 벽을 통해 전달되듯 매질을 통해서 전달되는 것이며 기체보다는 액체, 고체에서 전달속도가 빠른 탄성파의 일반적인 특성을 갖고 있습니다.

또한 지진파는 크게 P파, S파로 나뉘어 집니다. P파(Primary wave)는 지진계에 가장 먼저 도달하고 진폭이 작은 파로서 파의 진행 방향과 매질의 진동방향이 평행한 종파입니다. S파(Secondary Wave)는 P파 이후에 도달하고 진폭이 P파보다 크며 파의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 서로 직각인 횡파입니다.

지진이 발생한 지점(진원)의 수직상부 지표면을 진앙이라고 합니다.

P파, S파의 속도와 P파와 S파가 지진관측소에 도달한 시간차이를 이용하면 진앙과 관측소간의 거리(진앙거리)를 알 수 있습니다.

3개의 관측소에서 진앙거리만큼의 반경을 그려 3개의 원이 교차하는 지점이 지진이 일어난 위치(진앙위치)입니다.