MELCOR 코드를 이용한 저압경계부냉각재상실사고에 대한 사고관리전략 평가

Abstract

저압경계부냉각재상실사고는 원자로냉각재계통에 연결되어 있는 저압 계통의 배관에 파단이 발생하여 냉각재가 격납건물 외부로 빠져나가는 사고이다. 파손된 배관을 격리하지 못한다면 냉각재가 모두 손실되어 노심손상까지 이어지게 된다. 또한, 핵연료에서 빠져나온 핵분열생성물은 격납건물을 우회하여 바로 환경으로 방출되기 때문에 조기에 대량의 핵분열생성물이 방출된다. 그러므로 저압경계부냉각재상실사고가 발생했을 시에는 핵분열생성물 방출량을 줄이기 위한 적절한 사고관리전략이 필요하다. 방출량을 저감하는 방법에 대한 몇몇 선행연구가 존재하지만, 그 연구들은 전략에 의한 핵분열생성물 방출량 저감 효과에만 초점이 맞춰져 있다. 사고관리전략을 평가하는데 있어서 효과성을 평가하는 것도 중요하지만, 실현성 및 부작용도 함께 평가해야 한다. 그러므로 본 연구에서는 MELCOR 코드와 의사결정수목을 이용하여 ‘이동형 펌프차를 이용한 외부주입 전략’과 ‘배기계통을 통한 보조건물 배기 전략’에 대해 방출량 저감효과 뿐만 아니라, 실현 가능성 및 부작용도 함께 평가하였다. 더 나아가 MACCS 코드를 이용해 소외결말 평가를 하여, 위험도 관점에서도 사고관리전략을 평가하였다. 이동형 펌프차를 이용한 외부주입 전략은 세슘 방출량을 6/10 정도로 줄였고, 전략의 실현 가능성 또한 높았다. 부작용에 의한 격납건물 파손확률도 4.6%로 크지 않았고, 격납건물 파손을 통한 세슘 방출량도 초기재고량의 0.12%로 크지 않았다. 다음으로 배기계통을 이용한 보조건물 배기 전략은 세슘 방출량을 약 1/10 정도로 줄여 방출량 저감효과가 가장 좋았고, 실현성 또한, 99%이상으로 매우 높았다. 이동형 펌프차와 배기계통을 모두 사용하는 전략 또한 세슘 방출량을 3/20 정도로 감소시켜, 효과가 매우 컸다. 위험도 평가 결과에서도 배기계통만 고려하는 전략이 위험도가 가장 낮게 평가되었다. 마지막으로, 본 연구는 저압경계부냉각재상실사고 발생 시에 환경으로 방출되는 핵분열생성물의 양을 저감시키는 전략들의 수행 우선순위를 정하는 데에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구의 결과에 따르면, 저압경계부냉각재상실사고 발생 시에는 보조건물 배기 전략을 먼저 시도하고, 배기계통 운전에 실패했을 시 이동형 펌프차 전략을 수행하는 것이 가장 적절한 의사결정이라고 판단된다.