신뢰도 물리 모델을 이용한 소듐냉각고속로 잔열제거계통의 신뢰도 평가

Abstract

제4세대 원자로 중 하나인 소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor; SFR)는 피동안전성 개념을 도입한 잔열제거계통을 채택하여 기존 경수로보다 안전성이 향상된 특징을 가진다. 피동안전계통은 외부 구동력에 의존하지 않고 항상 존재하는 자연현상에 의해 피동적으로 작동하는 안전계통으로, 기기고장이나 인적오류가 개입할 가능성이 매우 낮기 때문에 능동안전계통에 비해 높은 신뢰도를 확보할 수 있어 원자로의 안전성 향상에 크게 기여할 것으로 여겨진다. 미국 NRC에서는 규제 활동의 거의 모든 분야에 확률론적 위험도 평가(Probabilistic Risk Assessment; PRA)를 활용하고 있으며, 제4세대 원자로 등과 같은 신형원전의 설계 안전성 평가에도 PRA 수행을 요구하고 있다. 국내 역시 설계 초기부터 PRA 수행을 통해 안전목표 충족 여부를 평가하고, 이 결과를 설계 개선과 규제에 활용하는 리스크정보활용 설계와 규제의 필요성이 제기되고 있다. 이러한 관점에서 안전성 측면에서 가장 중요한 안전계통 중 하나인 잔열제거계통의 신뢰도 평가는 PRA 수행에 있어서 필수적이라고 할 수 있다. 하지만 SFR의 잔열제거계통은 피동안전계통을 포함하고 있기 때문에 기존의 전통적인 PRA 방법으로는 신뢰도 평가가 불가능하므로 추가적인 접근법을 통해 신뢰도 평가를 수행하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 개발 중인 SFR의 PRA 평가를 위해 신뢰도 물리 모델을 이용한 SFR 잔열제거계통의 신뢰도 평가 방법론을 제시하고, 이를 국내 SFR 원형로인 PGSFR에 적용하여 사고 발생 시 잔열제거계통의 신뢰도를 평가하였다.