초고온가스로에 대한 확률론적 리스크평가 방법론 개발 및 적용

Abstract

초고온가스로는 4세대 피동안전원자로로써 다른 원자로로 보다 뛰어난 안전성을 가진다. 초고온가스로 설계를 위한 절차 중 리스크 정보를 이용하여 설계의 안전성을 확보하는 리스크 정보이용 설계은 검증된 확률론적 안전성 평가 방법론인 PRA를 적용한다는 점에서 국내외적으로 매우 효과적인 방법론으로 평가되고 있다. PRA는 원자력발전소의 리스크를 체계적으로 추정하기 위해 개발된 방법론으로 4세대 원전(Generation-IV nuclear reactor)의 각 계통에 대한 사례연구가 활발히 이루어지고 있다. 최근 우리나라에서도 중대사고 관련법이 개정으로 PRA 관점 안전목표치가 법제화되었으며, 가동원전 및 신규원전은 이러한 안전목표를 충족해야 한다. 본 연구에서는 피동계통을 적용한 초고온가스로의 고유 안전특성을 반영하여 적용할 수 있는 PRA 방법론을 개발하고 적용하였다. 이를 통해 사고경위단계와 사고결말단계로 이루어진 두단계의 초고온가스로의 전범위 PRA 수행하고 초고온가스로의 리스크를 평가하였다. 사고경위단계에서는 초기사건 선정의 방법론 중 연역적 기법을 검토하였으며 MLD를 방법론으로 선정하였다. 초기사건 선정 이후에는 사건수목 및 고장수목을 이용하여 초고온가스로의 시나리오를 선정하고 각 시나리오마다의 사고빈도와 분포를 구하였다. 또한 각 사고경위의 결말상태를 분석하고 이에 따라 방출분율 그룹(RFG)을 나누었다. 각 방출분율 그룹별로 방사선원 방출분율 값을 구하였다. 사고결말단계에서는 사고경위단계에서 도출한 사고빈도와 RFG별 방사선원 방출분율을 이용하여 초고온가스로 사고 시 대중에게 미치는 사고영향을 평가하였다. 또한 그 결과가 안전목표를 충족하는지 확인하였다. 최종적인 결과로는 초고온가스로 사고 시 리스크의 보상누적분포함수(CCDF)를 구하여 리스크 프로파일을 실시하였다. 나아가 기존 원전과의 CCDF 비교를 통하여 초고온가스로의 안전성을 확인하였다. 본 연구 결과는 초고온가스로의 설계 개선에 활용하여 최종적으로 초고온가스로의 안전성향상에 기여할 수 있다.