중대사고시 격납건물 여과배기계통(CFVS)이 피해규모에 미치는 영향

Abstract

원자력 발전에 있어서 안전은 항상 중요한 현안으로 논의된다. 특히 후쿠시마사고 이후 일본의 비상계획구역범위를 초과하는 피해는 주변국들로 하여금 원자력안전에 대한 중요성을 환기시키는 계기가 되었다. 우리나라 역시 후쿠시마 사고의 영향으로 비상계획구역의 범위를 확대 할 예정이며, 확대에 따른 시스템구축은 사회경제적으로 큰 부담을 초래할 것으로 예상된다. 그러나 사고로 인해 확산되는 방사성물질을 줄일 수 있다면 비상계획구역 확대에 불필요한 비용을 절감할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 격납건물의 건전성을 유지시켜 원전 주변의 오염범위를 축소할 수 있는 격납건물 여과배기계통(Containment Filtered Venting System; CFVS)에 초점을 맞추고, 동 설비의 설치 전·후의 피해규모를 분석하여 여과장치의 효용성을 분석하였다. 본 연구에 사용된 코드는 확률론적 영향평가 코드인 MACCS2이며, 평가에 이용한 사고선원항은 신고리 원자력발전소 1&2호기의 확률론적 안전성 평가 보고서의 결과를 활용하였다. 주어진 총 19개의 사고선원항 중 선정된 3개의 방출군에 대하여 CFVS 적용 전후의 주민이 받는 유효선량과 갑상선선량을 산출하였다. 개인의 소외선량평가를 위해 주민보호조치에 의한 비상대응은 모사하지 않았다. 발전소 인근 주민의 대피·소개 및 이주 없는 일상적인 생활을 가정하였고, 방사성 물질의 대기확산, 주민의 소외선량평가에 필요한 조건 등 다소 보수적인 인자를 대입하여 평가를 수행하였다. 선량평가 결과는 거리에 따른 선량으로 산출되었으며, IAEA 주민보호조치 권고 기준인 갑상선방호용품 복용 및 방호조치가 필요한 갑상선선량(50mSv/7days)과 유효선량(100mSv /7days)을 초과하는 거리를 기준으로 피해규모를 비교하였다. STC-3, STC-4, STC-6의 거리에 따른 유효선량은 전 범위(0∼35km)에서 95∼99% 내외의 감소율을 확인할 수 있었으며, 갑상선 선량의 경우 약 96∼98%내외의 수준으로 유효선량과는 근소한 차이로 비슷한 경향이 있음을 확인하였다. CFVS를 적용한 후 대피 및 소개가 취해지는 유효선량 기준치를 초과하는 거리는 모든 방출군에 대하여 피해규모가 1km내외(mean)로 줄어들었다. 특히 STC-4의 경우 26km (Mean)에서 1.2km(Mean)로 유효선량을 초과하는 범위가 타 방출군에 비하여 대폭 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 갑상선선량 기준치 초과거리의 경우 CFVS를 적용한 후의 피해범위는 2∼3km(mean) 수준으로 산출되었다. 갑상선선량 평가결과 또한 유효선량과 마찬가지로 STC-4에서의 피해범위가 50km정도 감축되어 CFVS의 가장 큰 효과를 보았다. 격납건물 여과배기장치의 설치가 원자력 발전소 사고로 인한 전체 위험도 감쇄에 얼마나 기여하는지 정량적인 분석을 하기위해 위험도 평가를 수행하였다. 위험도 평가를 수행하기 위해 모든 사고선원항에 대한 거리별 유효선량과 갑상선 선량을 산출하였다. 평가 결과 유효선량의 경우 지진사건에서 40.6%, 화재사건 7.2%, 내부사건에서 1.5%의 결과를 통해 지진사건이 발생했을 때 CFVS로 인한 전체 위험도 감쇄에 가장 큰 기여도를 보인 것으로 확인하였다. 갑상선선량의 평가 결과는 유효선량의 위험도 감소율을 상회하는 값으로 지진사건에서 53.2%, 화재사건 21.6%, 내부사건에서 4.0%로써 원자로 중대사고로 인한 위험의 크기를 상당량 줄인 것으로 평가되었다. 본 연구에서는 CFVS를 통해 방사성 오염물질로 인한 피해규모를 줄여 기존의 비상계획구역 확대로 인한 사회적 비용을 줄일 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. 그러나 제한된 사고선원항에만 적용을 하여 대략적인 피해규모를 확인하는 정도였으며 추후 다른 사고 선원항에 대하여 적용하여 좀 더 현실적인 결과를 산출해야할 필요성이 있다. 또한 격납건물 여과배기계통으로 인한 피해규모는 예시적으로 평가된 성격이 강하다. CFVS로 인한 격납건물 내 사고 시나리오에 미치는 물리적인 현상을 정밀하게 분석해야할 필요성이 있으며, 관련된 연구자들의 실증적인 실험과 논의가 요구된다.