원자력발전소 비상계획구역 평가방법 개선에 관한 연구

Abstract

현재 국내 원자력발전소는 1980년대 일본에서 발표한 이론을 기반으로 평가된 8∼10 km의 범위를 비상계획구역(EPZ)로 지정하고 있다. 그러나 후쿠시마 사고 이후, 일본이 비상계획구역을 30 km로 확장함으로써 국내에서도 비상계획구역범위의 적절성에 대한 의문이 제기되었으며, 국제원자력기구(IAEA)가 실시한 통합규제검토서비스(IRRS) 수검 결과 국제기준에 부합하는 비상계획구역을 재정립할 것을 요구받으면서 비상계획구역의 재정립 필요성이 증대되었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 비상계획구역의 재정립에 대한 국내외 요구를 수용하여 국내실정 및 국제기준을 반영한 비상계획구역 설정 방법론에 대해 고찰하였고, 고찰한 내용을 기반으로 신월성원자력발전소 1&2호기의 비상계획구역을 시범적으로 평가하였다. 본 연구에서 비상계획구역평가를 위해 사용된 코드는 확률론적 영향평가코드인 MACCS2이다. 평가에 사용할 사고선원항은 발전소 특성을 반영하기 위하여 신월성원자력발전소 1&2호기의 확률론적안전성분석(PSA)보고서 2단계 결과를 활용하였다. 제시된 총 19개의 선원항범주 중, 본 연구에서 사용될 6개의 선원항범주를 선정하였다. IAEA는 원자력 사고 발생 시 지역 별 위험도 차이를 고려하기 위하여 비상계획구역을 거리에 따라 예방조치구역(PAZ)과 긴급방호조치구역(UPZ)로 나눌 것을 권고하고 있다. 예방조치구역은 발전소로부터 가까운 지역에 대해 설정되며 결정론적 영향을 방지하는 것이 방호목표이고, 긴급방호조치구역은 발전소로부터 상대적으로 원거리 지역에 대하여 설정되며 확률론적 영향을 최소화하는 것이 방호목표이다. 각 구역의 설정목적이 다른 만큼, 각 구역의 범위를 설정하는 선량기준 역시 다르다. 예방조치구역은 결정론적 영향을 방지함이 목적이므로, 결정론적 영향을 유발할 수 있는 문턱선량(전신선량 1 Sv, 갑상선선량 2 Sv)을 범위설정을 위한 선량기준으로 선정하였다. 긴급방호조치구역은 확률론적 영향을 최소화함이 목적이기 때문에, 국제원자력기구에서 제시하는 소개 및 대피를 위한 방호조치 일반기준 및 국제방사선방호위원회(ICRP)에서 권고하는 비상피폭상황 발생 시 참조준위를 반영하여 유효선량 100 mSv를 선량기준으로 선정하였다. 일반적으로 원자력 사고 시 방호전략을 시행하기 위한 선량기준은 전망선량(projected dose)을 평가하도록 되어있다. 하지만 실제 사고 발생 시 자발적 소개가 발생할 가능성이 높은 만큼, 전망선량은 다소 보수적인 측면이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 긴급방호조치구역 설정을 위한 선량 계산 시 통보시간 2시간, 소개준비시간 100분, 그리고 소개지연시간 4시간 뒤에 3 km/h로 소개가 발생한다고 가정하고 선량을 계산하였다. 예방조치구역의 경우에는 24시간동안 일상적인 활동이 이루어진다고 가정하였다. 위에서 언급한 방법들을 토대로 비상계획구역을 평가한 결과 예방조치구역은 5 km, 긴급방호조치구역은 17 km로 평가되었다. 하지만 기상상태 및 기타인자에 의해, 본 연구에서 평가된 비상계획구역범위를 초과하는 영향이 발현할 수 있기 때문에 실제 사고 발생 시에는 여건에 따라 탄력적으로 방호전략을 수행하는 것이 적절할 것으로 생각된다. 또한 본 연구를 통해 평가된 비상계획구역범위는 경제사회적 인자를 고려하지 않은 결과이다. 따라서 관련 이해당사자들의 참여에 의한 종합적인 논의가 추가적으로 필요할 것으로 생각된다. 사고 발생 시 방호전략의 효용성에 영향을 주는 인자(통보시간, 소개지연시간, 소개속도)에 대한 민감도 분석 결과, 선량에 가장 큰 영향을 주는 인자는 소개속도인 것으로 분석되었다. 하지만 예방조치구역과 같은 사고지점으로부터 근거리에 위치한 지역은 다소 높은 선량률 때문에 세 인자에 의한 선량변화가 두드러지게 나타났다. 따라서 비상계획구역 내에서 방호전략 시행 시에는 예방조치구역을 먼저 소개시킬 수 있고, 소개속도를 좀 더 향상시킬 수 있는 단계적 소개전략이 가장 효율적인 방호전략이 될 것으로 생각된다. 본 연구는 비상계획구역의 평가 방법론을 정립하고, 그에 따라 비상계획구역을 예시적으로 평가하고자 한 성격이 강하다. 실제 본 연구에서 고려한 여러 요소들(선원항, 부지특성 등)은 상당한 불확실성이 존재하며, 좀 더 정확한 비상계획구역을 평가하기 위해서는 이러한 부분들에 대한 연구가 선행적으로 이루어져야 할 것이다. 또한 본 연구에서 반영되지 않은 경제사회적 인자를 반영할 수 있는 방법론에 대한 연구 역시 선행되어야 할 것으로 생각된다.