국내와 국외를 통틀어서 현재까지 원전사고가 수차례 있었고 이로 인한 크고 작은 피해가 있었다. 해외는 이러한 사고를 줄이기 위해서 형상관리라는 기술을 도입하여 원전 운영에 대한 안전성과 신뢰성을 향상 시켜왔다. 본 논문에서는 형상관리에 관한 기본적인 정보와 국외 원전의 형상관리 도입 성공사례들을 통해서 국내에 적용 가능한 기술적 부분을 확인하고 이를 국내 원전에 맞게 보완하여 새로이 적용할 수 있는지를 알아본다.
우리나라와 동아시아는 경제 성장에 따른 전력수요가 크게 증가하였으며, 증가하는 대부분의 전력수요를 원자력으로 대체하고자 원전을 통한 전력생산 비중을 증가시키고 있다. 현재 중국은 13기의 원전을 가동 중이며, 동남 해안지대에 집중되어 있다. 또한, 건설 중인 원전은 27기로 전세계에서 건설 중인 원전의 41%를 차지한다. 원전의 증가에 따른 방사능 누출에 대한 위험성 역시 증가되고 있는 실정이다. 한국원자력안전기술원에서 중국 중서부지역에서 방사능이 누출될 경우 방사성 물질이 한반도로 이동하는 모의 상황에 대한 시뮬레이션을 통해, 원전 사고 발생 시 사흘 만에 제주도를 포함한 대한민국 전역이 방사성 물질로 뒤덮이는 것으로 분석하였다. 중국에서 누출된 방사성물질은 편서풍을 타고 한반도로 이동하게 되며, 일부는 낙진으로 유역 또는 하천에 유입되고 일부는 동해를 지나 일본으로 이동 할 것이다. 그동안 중국에서의 방사능 누출사고를 통한 방사성물질의 국내유입에 의한 영향에 대한 연구가 부족한 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 중국 텐완에서 원전사고 발생시 국내 하천에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 환경다매체 모형을 이용하여 방사성물질(세슘, Cs-137)의 영향에 대한 모의를 진행하였다. 중국 텐완원전에서 방사성 Cs-137이 누출되어 춘천지역에 도달하였을 때의 대기중 농도 $5,650Bq/m^3$로 가정하여 모의 시나리오를 구성하였다. 모의 지역은 북한강 수계를 대상으로 하였으며, 7개의 중권역과 549.3 km의 하천이 포함되었다. 다매체 모형 모의를 통해 방사성물질 낙진으로 인한 Cs-137이 북한강 수계에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 북한강수계의 팔당댐 부근의 오염농도를 모의하였다. 우리나라의 원자력시설 방호 방재법에 따른 상수원 취수기준(먹는물)은 100 Bq/L로 되어있다. 본 연구의 시나리오 모의결과, 모의 1일차에서 45 Bq/L, 모의 8일차에는 먹는물 기준 100 Bq/L를 초과하여 최대 119.56 Bq/L로 오염되는 것으로 모의되었다. 따라서, 반감기가 큰 방사성물질을 유입으로 오염된 하천은 개선하기 위해서는 오랜 시간과 높은 처리비용이 발생되기 때문에 인접국 또는 국내의 방사능 누출로 인한 상수원 오염 발생에 대비한 초기/중 장기적인 대응책 마련이 필요한 시점이다.
지금까지 가장 널리 사용되는 원전 안전성의 평가는 설비고장이나 인간오류와 관련된 조직(Institution/organization)의 질이 설비의 신뢰도와 인적오류에 영향을 주며 원전의 안전성에 전반적인 영향을 끼친다는 것을 고려하지 않고 있다. TMI 사고는 경미한 설비고장은 있었으나 중요한 사고원인은 운전원의 오류였다. 운전원 훈련양의 부족, 절차서의 불명확성, 주제어실의 설계상의 결함 등이 함께 어울어진 안전문화와 관련한 조직실패(Organizational Failure)였다. Chernobyl사고도 전반적인 관리조절(Management Control)의 부족과 운전원의 부적절한 실험 절차서의 검토, 안전 절차서의 위배 등이 함께 연루되어 발생하였다. (중략)
체르노빌사고는 특별한 사고원인과 특유의 방사능 방출조건이었음에도 불구하고 서유럽국가에서는 경수로에서의 중대사고 문제를 정치적 논쟁으로 가져갔다. 그 결과 과거에는 이와 같은 사고의 방지에 주력하던 노력이 지금은 중대사고에 의한 영향을 경감시키는 방향으로까지 확대되고 있다.
본 연구는 국제원자력기구(International Atomic Energy Agency: IAEA)의 원자로정보시스템(Power Reactor Information System: PRIS)에서 제공하는 원자로 운전실적지표를 이용하여 원전의 안전성에 미치는 기술적 비기술적 요인의 역할을 분석한다. 이를 위해 안전성의 척도로 원전의 고장정지에 따른 발전손실률 (FLR: forced loss rate)을 사용했다. 1970년부터 2015년까지 전 세계에서 운영된 모든 원전으로 구성된 패널자료를 통해 분석한 결과, 기존 연구와 마찬가지로 원전의 전반적인 기술수준과 정비기술수준이 향상될수록 FLR이 하락하는 사실을 확인했다. 하지만 1986년 체르노빌 원전 사고 이후 기술적 요인이 통제된 FLR은 유의적으로 상승했다. 이는 원자력발전사업자가 체르노빌 사고 이후 원자력안전을 위해 보다 많은 기회비용을 지불하고 있다고 해석된다.
현재 방사선 비상훈련에 사용하는 TID-14844 의 방사선원항은 너무 보수적이고, 각 사고경로별로 방사선원항의 특성을 나타낼 수 없으므로, 원전의 비상사고 발생시 주민의 피폭선량을 최소화하기 위한 발전소 요원의 신속, 정확한 대처능력을 배양하기 위하여 현실적인 방사선원항 평가자료의 필요성이 대두되어 왔다. 본 연구에서는 보수성을 배제한 최적 분석기법을 이용하여 선정된 사고경로에 대해 MAAP 전산코드로 사고진행 및 방사선원항을 분석하였고, 격납건물내 방사선계측기의 예측치를 평가할 수 있는 방법론을 개발하였으며, 이를 통해 사고경로별 안전변수 및 방사선 계측기 등에서의 사고 진행에 따른 예측치 등을 계산함으로써 효과적인 비상대책 수립을 위한 실질적인 방사선원항 데이타 베이스를 구축하였다.
그동안 야심찬 원전 건설 정책을 추진해온 중국이 후쿠시마 원전 사고 이후 숨고르기를 하고 있는 상태이다. 중국의 정책 입안자들은 이러한 시간적 여유를 통해 원자력 정책을 보다 세밀하게 수립할 수 있게 되고, 그럴 경우 앞으로 중국에서 건설되는 원전의 안전성은 이전보다 훨씬 강화될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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