[논문자료] 원자력발전소 안전성 평가를 위한 외부사건 식별 및 선별 방법 연구동향

출처: 픽사베이

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원자력발전소(원전)는 지진, 쓰나미, 폭풍, 홍수 등 부지 내에서 발생 가능한 자연재해로 인한 외부사건의 영향이 최소화 되어야 한다(Van Dorsselaere et al., 2020; Alzbutas et al., 2001, 2008). 외부사건은 원전 외부에서 발생하여 직접 또는 간접적으로 초기사건을 초래하고 노심 손상 또는 방사성 물질의 대규모 누출로 이어질 수 있는 안전 시스템 장애 또는 운영자 오류를 유발할 수 있는 사건을 의미한다. 따라서 원전은 외부사건으로부터 안전하도록 설계된다. 이러한 설계에도 불구하고 설계기준을 초과하거나 설계시 고려하지 못했던 자연재해가 원전 운전 중에 발생하여 영향이 나타나는 경우가 존재한다 (Kawatsuma et al., 2012). 또한 인류의 활동으로 인해 지속해서 기후변화가 발생하고 있으며, 기상청 및 환경부에서 발간한 ‘한국 기후변화 평가보고서 2020(Kim et al., 2020; Bae et al., 2020)’에 따르면 기후변화로 인해 대기온도, 해수온도, 강우강도, 폭풍 강도, 해수면 등이 상승하여 강풍, 홍수, 집중호우, 가뭄 등과 같은 자연재해의 강도 및 빈도가 증가하여 원전에 영향을 미칠 것으로 예상된다(Ryu 2022; Ham et al., 2021).

 

기후변화로 인한 원전과 관련된 최근 사건으로 2018년 폭염으로 인해 프랑스 원전 4곳이 가동 중지되는 사건과 2021년 2월 미국에서 따뜻한 지방으로 손꼽히는 텍사스주에서 한파로 인하여 원전이 정지하는 사건이 발생하였다(Jordaan et al., 2019). 기후변화로 인해 기존에 고려하지 않았던 외부사건이 원자력발 전소에 영향을 줄 수 있다. 하지만 원자력발전소에 영향을 줄 수 있는 모든 사건에 대해 상세 분석하는 것은 합리적이지 않다. 이에 따라 기후변화로 인해 외부사건 식별과 선별의 중요성은 강조되고 있으며 외부사건의 식별 및 선별 방법에 관한 연구가 이루어지고 있다(Knochenhauer et al., 2003; Huffman, 2015; ASME/ANS, 2013). 본 논문에서는 원자력발전소의 확률론적 안전성 평가를 위한 외부사건 식별과 선별 방법을 조사하였다.

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO202219957291241

외부사건으로부터 원전의 안전성은 확률론적 안전성 평가를 통해 검증한다. 이때 원전 부지에서 발생 가능한 모든 재해에 대해 확률론적 안전성 평가를 수행하는 것은 비효율적이며, 외부사건의 식별 및 선별 과정을 통해 선정된 외부사건에 대해 안전성 평가가 수행하는 것이 합리적이다. 또한 기후변화로 인하여 자연재해의 강도와 빈도가 증가하고 있는 상황에서 효율적인 확률론적 안전성 평가를 위한 외부사건의 식별과 선별의 중요성이 강조되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 외부사건의 식별 및 선별 방법에 대해 조사를 수행하였다. 국내의 경우 확률론적 안전성 평가를 위한 외부사건의 식별 및 선별에 관한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 국외를 중심으로 외부사건의 식별 및 선별 방법에 대해 조사가 이루어졌다. 외부사건 식별은 원전 주변 환경에서 발생 가능한 모든 외부사건에 대해 식별을 하며, 주로 과거자료와 문헌조사를 통해 이루어진다. 외부사건의 선별과정은 정성적 기준과 정량적 기준을 통해 선별되며, 정량적 기준을 위해 ‘경계분석’과 ‘명백하게 보수적인 분석’을 통해 이루어진다. 하지만 각 재해에 대한 ‘경계분석’과 ‘명백하게 보수적인 분석’의 방법에 대해 제시하고 있지 않다. 기후변화 등으로 자연재해의 강도와 빈도가 변화하고 있고 복합적인 자연재해가 발생함에 따라 원자력발전소의 안전을 위해 주기적으로 외부사건의 식별 및 선별이 이루어져야 할 것으로 보인다. 또한 모든 외부사건에 대해 상세한 확률론적 안전성 분석은 비경제적이므로 ‘경 계분석’과 ‘명백하게 보수적인 분석’ 방법에 대한 개발이 필요하며 이를 통한 효율적인 외부사건의 선별이 필요하다.

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