원자력발전소 안전성 확보의 가장 중요한 요소는, 원전 시설 내에 근무하는 종사자와 원전 주변 주민은 물론, 생활 환경을 방사선과 방사성 물질로부터 보호하고, 원전운영으로 인한 각종 영향이 법적 제한치 이내에서 최소화되도록 관리하는 것이다. 방사선 안전 관리가 제대로 이루어질 때 국민적 신뢰가 확보되고, 원전 사업 기반은 더욱 튼튼하게 뿌리를 내리게 될 것이다. 96년도에 수행한 주요 방사선 안전 관리 실적에 대해 방사선 관리, 방사성 폐기물(이하 방사물) 관리, 환경 방사능 관리, 방사능 재해 등의 분야로 나누어 점검해 본다.
원자력발전소에서 발생되는 방사성 폐기물을 안정된 폐기물로 만들어 환경 문제를 극소화시키고, 또한 폐기물의 부피를 혁신적으로 감소시켜 처분비를 줄일 수 있는 방법 중 현재 가장 적합한 방법으로 시행되고 있는 기술은 폐기물의 유리 고화 기술일 것이다. 고준위 폐기물의 유리 고화 기술은 이미 상용화되고 있고, 중$\cdot$건설 단계에 와있다. 우리 나라의 경우 현재 방사성 폐기물 처분장 확보에 큰 어려움을 겪고 있는데, 이 기술이 성공하면 중$\cdot$저준위 방사성 폐기물의 처분 문제가 크게 줄어들 것이다. 방사성 폐기물의 유리 고화 기술의 개발 이용 현황과 앞으로의 과제 등을 알아본다.
외국에서도 최근에 개발하여 종래의 결정론적 안전성분석방법의 미비점을 보완하여 줄수 있는 유용한 방법으로 인식되어 있고, 경제적 의사결정방법으로 널리 활용되고 있는 확률론적 안전성분석방법의 국내 도입 및 그 응용에 관한 활동을 종합$\cdot$정리하였다. 특히 국내 활동을 연구, 규제 및 응용 분야로 나누어 그 수행기관 및 수행업무를 서술하였으며 최초의 국내 응용연구인 원자력 1, 2호기 보조급수계통의 신뢰분석결과를 간단히 소개하겠다.
해외원전사업은 아직 초보단계이기 때문에 시장정보와 $\ulcorner$마케팅$\lrcorner$능력에 있어서 열세(劣勢)에 있는 등 사업추진에 어려움이 많고 위험부담이 수반된다. 해외원전 사업을 성공적으로 달성하기 위해서는 우선 해외시장 정보의 공유(共有)와 국내 관련업체들의 분야별 상호보완적인 협력체제를 유지해야 한다. 또한 단기에 가시적인 성과를 기대하기 보다는 장기적으로 인내심을 갖고 꾸준히 추진하는 전략적인 노력이 필요하다. 우리의 진출 분야는 원자력사업을 시작하려는 나라들과 교류를 증진하면서 타당성(妥當性) 조사, 설계, 기자재 공급, 기술용역 지원, 그리고 건설 시공 등을 맡는 것이다.
법령에 의하여 요구되는 주기적 안전성 평가를 위하여 인적 요소 평가 방법론을 개발하였다. 특히 평가 하위 업무간의 중복을 제거하여 업무의 효율을 향상시키고 반복적으로 수행되는 동일발전소, 혹은 타발전소의 결과를 충분히 활용할 수 있도록 하였다. 이 방법론은 인간 기계 연계 체제의 현상태 평가, 운전 이력 중심 평가, 시뮬레이션 활용 평가라는 3가지로 특정지어진다. 이 평가 방법을 적용하여 고리 3$\cdot$4호기에 대해서 부분 평가를 수행하였고 그 결과를 제시하였다.
원전의 중대사고 가운데 대표적인 경우는 TMI 원전의 사례와 같은 노심용융사고로서, 이에 대한 지금까지의 개념은 높은 온도로 녹아내린 핵연료물질이 원자로 밑바닥에 내려앉아 원자로벽을 뚫고 나감으로써 또 다른 방사능 누출이 되지 않겠느냐는 이론이었다. KAERI의 서균렬 박사팀은 최근 이러한 종래의 이론을 뒤집는 새로운 개념을 개발했는데, 이는 높은 온도의 핵연료 물질과 원자로 용기 사이의 물성 차이로 핵연료 물질과 용기 표면 사이에 좁은 간격이 생겨 이 틈새로 냉각수가 스며들어 원자로를 식힌다는 개념이다. 서박사팀은 이런 현상을 컴퓨터 모델링을 통해 세계 원자력계 최초로 그 이론적인 뒷받침을 제공했다. SONATA-IV로 이름 붙인 이 프로젝트의 내용과 이에 대한 OECD의 다국공동연구 추진 경위, 향후 계획 등을 들어본다.
영광원자력 제1발전소는 주제어실 경보시스템을 순수한 국내기술로 처음 개발하여 영광 1호기에 설치, 성공적인 시운전을 마치고 본격적인 운영에 들어갔다. 아울러 2호기에도 최근 설치, 시운전중에 있다. 이번에 개발$\cdot$성공한 경보시스템은 디지털방식에 의한 분산제어시스템으로 기존의 외국 것보다 그 성능을 획기적으로 향상시킨, 계측제어설비 국산화개발의 쾌거로서, 원전에서 신뢰성을 확보한 후 그 영역을 수화력으로 확대하고, 나아가 일반 산업체에도 적용이 가능하여 그 응용이 무한할 것으로 보인다. 그 개발경위와 활용전망 등을 들어본다.
이리듐-192(lr-192)는 각종 형태의 암조직의 특성에 맞게 변형하여 적절히 사용되는 특수치료용 동위원소로서, 반감기가 74일로 짧으며 에너지도 낮아 보관$\cdot$관리가 용이하고, 금속 철선 형태로 제작되어 인체내의 암조직에 바늘상태로 자입하는데 편리하게 사용되므로 근접치료에 가장 보편적으로 사용된다. 또한 라듐(Ra-226)이나 세슘(Cs-137)과 달리 시술하는 의료진의 방사선피폭에 전혀 문제가 없다. 원자력병원 연구팀은 최근 이를 이용, 안구 적출없이 안구암흑색종을 치료하는 신기술을 개발한 바 있다.
최근에 발효된 기후 변화 협약에 대처할 수 있는 청정 에너지원으로서 수소가 큰 기대를 받고 있다. 이에 따라 미국을 비롯한 선진국들은 수소 생산과 수소 활용을 위한 기술 개발을 적극적으로 추진하고 있다. 수소 생산 방법으로서는 탄화수소에 고온의 수증기를 불어넣어 수소를 분리해 내는 증기개질법이 현재로서는 가장 효율적인 방법으로 알려져 있으며, 고온가스로(HTGR)가 가장 경제적인 열원으로 대두되고 있다. 중국은 2020년까지 3000만kW의 신규 원자력발전소(주로 PWR) 건설을 계획하고 있으며, 발전과 수소 생산을 위한 열을 동시에 공급할 수 있는 고온가스로의 상용화 개발 프로그램을 추진중이다. 2005년 3월호에 게재된 중국의 HTGR 개발 관련 기사를 소개한다.
한전 전력연구원은 최근 서울대 기초전력공학공동연구소와 공동으로 원자력발전소 중$\cdot$저준위 방사성폐기물의 처리$\cdot$처분에 사용하기 위한 고건전성 용기를 개발했다. 93년 4월부터 95년 1월까지 총 3억2천만원의 예산을 들여 개발한 이 용기는 국제기준에 부합하는 내구수명 3백년 이상의 고건전성 용기로서, 이 용기의 개발로 제조기술 국산화를 통한 기술자립과 수입대체에 따른 외화절감은 물론, 연간 약 450드럼의 폐기물발생량이 절감될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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