리스크 기반 원전 중대사고관리 전략 평가방법론 개발

Abstract

2011년 후쿠시마 원전사고 이후 국내 전 가동원전에 대한 안전점검을 실시하여 국내 원전의 안전성을 확인하고 다양한 개선대책을 수립하여 현재 수행 중에 있다. 국내에 적용된 개선대책들의 실효성을 파악하고, 필요할 경우 추가적인 안전조치를 강구하기 위해서는 정밀한 안전효과에 대한 확인이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 후쿠시마 후속 개선대책의 정량적인 안전효과를 확인하기 위해 리스크를 기반으로 중대사고관리 전략을 평가하는 방법론을 개발하였으며, 개발된 평가방법론을 적용하여 후쿠시마 후속 중대사고 관리전략을 종합적으로 평가하였다. 개발된 평가방법론은 중대사고관리 전략뿐만 아니라 발전소 변경사항이 안전에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는 데에도 적용이 가능한 방법론이다. 또한 원전의 안전에 영향을 미치는 정량적인 리스크 척도와 정성적인 안전기능을 도출하였고, 종합적으로 중대사고관리 전략의 안전효과를 확인하고, 리스크 기여도를 평가하여 발전소의 리스크 취약부를 확인할 수 있는 안전효과 평가표를 개발하여 제공하였다. 개발된 중대사고관리 전략 평가방법론에 따라 후쿠시마 사고 후속 중대사고관리 전략을 평가하였고, 평가를 통해 개발된 체계가 실제 평가에 적용이 가능함을 확인하였다. 전체 후쿠시마 후속 개선대책 중에서 이동형 발전차, 피동형 수소재결합기, 격납건물 여과배기계통, 그리고 비상냉각수 외부주입에 대한 상세 리스크 영향평가를 수행하였다. 4가지 후쿠시마 후속 중대사고 관리전략에 대한 통합 평가결과, 이동형 발전차는 발전소 정전사고에 의한 대부분의 안전기능을 보완하는 역할을 수행하며, 피동형 수소재결합기는 수소 연소 방지, 격납건물 여과배기계통은 증기 과압 방지 및 방출 방사능 제어, 그리고 비상냉각수 외부주입은 RCS 재고량 유지, RCS 건정성 유지 및 바닥 용융관통 방지의 안전기능을 각각 보완하여 결과적으로 대부분의 안전기능을 보완하는 것으로 나타났다. 하지만 발전소 정전사고 이외의 초기사건에 대한 격납건물 우회 및 격납건물 격리실패에 대한안전기능 보완은 부족한 것으로 확인되었다. 4가지 후쿠시마 후속 중대사고 관리전략에 의해 대부분의 중요한 리스크 척도가 감소되었으며, 특히 이동형 발전차에 의한 조기사망리스크 및 격납건물 여과배기계통에 의한 암사망리스크가 각각 35.0%, 64.1% 감소하여 개인 사망리스크를 크게 감소시키는 효과가 나타난 것으로 확인되었다. 또한 피동형 수소재결합기에 의한 수소연소에 의한 격납건물 방지 및 비상냉각수 외부주입에 의한 격납건물바닥 콘크리트 용융관통 방지에 안전효과가 있는 것으로 확인되었으며, 이는 후쿠시마 원전사고 이후 원전의 안전성에 대한 일반 대중의 우려를 해소시킬 수 있는 정성적 영향이 큰 것으로 나타났다. 하지만, 저압경계부 냉각재상실사고와 증기발생기 전열관파열사고에 의한 개인 사망리스크가 여전히 남아있어 이에 대한 추가적인 안전조치가 필요한 것으로 확인되었다. 따라서, 후쿠시마 후속 중대사고 관리전략에 대한 평가결과로 확인한 격납건물 우회에 대한 리스크를 줄이기 위해 미국의 SOARCA 프로젝트와 유사한 국내 원전에 대한 벤치마크 연구가 필요할 것으로 판단된다.