다중의사결정수목을 이용한 중대사고 관리전략 평가 방법론 개발

Abstract

중대사고란 원자력발전소의 설계기준사고를 초과하여 원자로 노심의 손상을 수반하는 사고를 말한다. 이러한 중대사고는 원자력발전소에서 발생할 가능성이 매우 낮으나, 만약 발생하는 경우에는 사회적·경제적으로 영향이 심각할 수 있다. 그러므로 원전에서 중대사고가 발생할 가능성과 중대사고 발생 시 공중에게 가해질 수 있는 위험을 극소화하기 위해 중대사고 대응방안을 강구하도록 할 필요가 있다. 2011년 3월 11일 발생한 후쿠시마 원자력발전소 사고는 원자력발전의 안전성에 관한 의구심을 증대시켰으며, 이와 함께 국내외적으로 원전의 사고예방 및 완화기술의 중요성이 함께 강조되고 있다. 특히 중대사고 관리전략 지침서(Severe Accident Management Guidelines; SAMG)가 실제 사고 상황에서 효과적인지에 대한 의문이 제기되고 있다. 본 연구에서는 적절한 중대사고 관리전략의 선정을 위해 다중의사결정수목(Multiple Decision Tree)을 활용하여 중대사고 관리전략 평가방법론을 개발하였다. 의사결정수목은 기존의 사건수목에 의사결정마디가 추가된 형태로 전략에 대한 실현성, 유효성, 부작용, 연계성 등의 도식화가 가능하며 이를 통해 최적의 시나리오를 의사결정자에게 제시해줄 수 있다는 장점이 있다. 참조원전으로 OPR1000(Optimized Power Reactor 1000) 노형을 선정하였으며 참조사고관리전략으로는 기존 OPR1000의 설계에서 반영하지 않은 원자로공동충수전략과 국내 경수로형 원전에 추가로 고려될 예정인 격납건물여과배기전략을 선정하였다. 발전소 정전사고에 대해 기존 확률론적안전성평가 결과와 선정한 전략을 포함하여 의사결정수목을 모델링하였다. 모델링한 의사결정수목을 바탕으로 격납건물 손상모드별 빈도를 계산하였으며, 사고관리전략별 선원항 평가를 수행하여 방사선비상계획구역 내의 조기 및 후기 암사망자수를 계산하였다. 계산된 빈도와 사망자수로부터 각각의 전략 수행여부와 각 발전소손상상태(Plant Damage State; PDS)별 종합 리스크를 평가하였다. 리스크 평가결과를 기반으로 최적의 전략을 제시하였으며 불확실한 현상들을 반영하기 위해 다양한 변수들에 대해 민감도 분석을 수행하였다. 개발된 방법론은 기존 SAMG를 개선 및 보완하는데 활용할 수 있을 뿐만 아니라 SAMG와 EOP(Emergency Operating Procedure) 통합 절차서를 개발하는 기반 기술로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.