경수로 사용후핵연료 건식저장시설에 관한 안전해석 방법에 관한 연구

Abstract

원자로에서 연소가 끝나 인출되어 나온 사용후핵연료는 재활용 또는 영구 처분을 할 수 있는데, 이러한 두 가지 방안 중에서 하나를 선택하기 전까지 한 곳에 모아 저장을 하는 것을 중간저장이라 한다. 사용후핵연료 건식저장시설이란 이러한 중간저장을 하는 시설로써 그 냉각을 건식 다시 말해 공랭에 의해 보관하는 시설을 가리킨다. 한국의 경우 방사성 폐기물 처리장의 건설 지연으로 인해 생성된 사용후핵연료를 발전소 내에 저장할 수밖에 없는 실정이어서 그 건설이 시급히 요구 되고 있다. 따라서 이러한 시설의 건설에 앞서서 확률론적 안전성 평가를 할 수 있는 기반 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 경수로 사용후핵연료 건식저장시설에 대한 안전성 평가 방법을 공기유로 차단 사고 시 바스켓과 실린더의 파손 확률의 모델링, 사용후핵연료 저장시설의 방사성 물질 누출 사고 모델링으로 구분하였다. 그 첫 번째 단계는 방사성 물질의 격납을 담당하는 바스켓과 실린더의 파손 모델링을 통해 파손 확률을 정량적으로 계산하는 것으로 계산 결과 공기 유로 차단 사고 시 바스켓 파손 확률은 3.2×10^(-3) 이었다. 두 번째 단계는 바스켓 파손 확률을 이용하여 건식저장시설에서 방사성 물질이 누출될 확률을 계산하는 것으로 이 단계에서는 공기 유로 차단 사고에 영향을 줄 수 있는 여러 가지 요소에 대한 사고 수목을 구성함으로서 초기 사건이 발생 하였을 때 방사성 물질이 외부로 유출될 확률을 계산하였다. 그 결과 방사성 물질이 외부로 방출될 확률은 연간 7.987×10^(-7)/yr이었다. 이러한 방법을 통해 건식저장시설의 종합적인 안전성 평가에 도움을 줄 수 있을 것이라 기대한다.; Before spent fuels extracted from a reactor can be reused or be deposited to all eternity, they are stored in the intermediate storage. The spent fuel dry storage facility is an intermediate storage using air-cooling method. In Korea, due to the retardation of a radioactive waste disposal facility, spent fuels derived from continuous operation of NPPs cannot help being stored in a pool. Therefore, the intermediate storage systems are demanded at once, and we need to development of PSA technology for designing spent fuel intermediate storage facility. In this study, the safety analysis for the sequence of air inlet blockage accident in spent fuel dry storage facility is performed and the safety analysis of spent fuel dry storage facility is classified in two phase. In first phase, the breakdown probability of a basket and a cylinder, which are the major elements of containing radioactive substances, is modeled and the breakdown probability of a basket is 3.2×10^(-3). In second phase, the release probability of radiation material in spent fuel dry storage facility are modeled and the annual release frequency of radiation material in spent fuel dry storage facility is 7.987×10^(-7)/yr. In case of spent fuel dry storage facilities, the studies up to now are only the accident modeling of spent fuel dry storage facility and are performed with only deterministic analysis. Therefore, in this study, the analysis for the accident of air inlet blockage is performed concentrating on PSA(Probability Safety Assessment). As a result of assessment, spent fuel dry storage facility is more safe than nuclear power plants.