핵물질을 취급하는 시설에서는 핵물질 안전조치 목적의 달성, 즉 핵물질의 군사적 전용 및 도난을 방지하기 위한 하나의 수단으로서 핵물질의 취급 및 이동을 감시하기 위한 감시시스템이 요구된다. 이 연구에서는 이러한 요구에 부응하기 위해 시설 내에서 핵물질이 이동 가능한 모든 경로에 중성자 모니터와 카메라 같은 감시 장비를 설치하고, 이들로부터 실시간으로 방사선 신호와 영상 데이터를 취득ㆍ분석하여 핵물질의 거동을 진단할 수 있는 핵물질 감시시스템을 개발하였다.(중략)
핵물질 불법거래에 의해 제기되는 가장 큰 문제는 국제 핵확산 금지의 체계를 파괴하여 핵 위협을 가중시키는 것이며, 핵물질에 이해가 없는 사람에 의한 운반이나 보관 등의 책임에 의하여 방사선 방어상의 문제점을 일으킬 수 있다는 것이다. 최근에 급증하고 있는 핵물질 불법거래는 핵물질 확산금지에 커다란 문제를 야기하고 있다. 우리나라도 핵물질 불법거래 발생의 가능성이 있음을 인식해야 하며, 이에 대한 국가적 대책을 마련하여야 한다.
핵물질 안전조치의 목적은 핵물질을 평화적인 원자력 활동 이외의 목적을 위해 전용하지 않는다는 것을 국제사회에 보장하는 것이다. 이와 같은 안전조치의 목적을 달성하기 위한 기본적인 접근 방안은 계량관리이며, 중요한 보조적 수단으로 격납/감시를 이용한다. 격납/감시 기법은 핵물질계량관리를 보완하고 시설의 운전에 관한 간섭을 최소화하여, 효율적이고 효과적인 방법으로 안전조치의 목적을 달성하기 위한 수단이다.(중략)
본 논문에서는 한-IAEA 전면안전조치협정에 의거해 원자력사업자가 핵물질 정보를 작성하고 있는 계량 관리보고시스템을 개선하기 위하여 GUI 기반 시스템 구축 방안을 제안하였다. 현재 사업자는 전면안전조치 협정 보조약정 Code 10에 기술된 양식에 따라 정해진 Keyword나 Code를 통해 핵물질의 수량, 물리적 및 화학적 형태, 재고변동형태 등을 계량관리보고서에 작성하고 있다. 사업자가 제출한 계량관리보고서를 통해 국제원자력기구는 국내에 존재하는 전체 핵물질 현황을 준 실시간 파악할 수 있고 현장 사찰을 통해 신고내용을 검증한다. 2022년 말 기준 국내에는 31개의 원자력 시설과 292개의 소량핵물질 이용기관이 계량관리 보고대상 사업자로 존재하며 계량관리보고서 작성 규칙을 숙지하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 본 논문에서 제안하는 GUI 기반 시스템 구축 방안을 활용한다면 원자력사업자의 계량관리보고서 작성 부담을 경감시키고 인적 오류를 사전에 방지할 수 있을 것이다.
DUPIC 핵연료 제조시설은 PWR 사용후핵연료를 건식 재가공하여 CANDU 형 핵연료를 제조하는 시설이다. DUPIC 시설과 같이 사용후핵연료를 취급하는 시설에서 핵물질 안전조치를 위해 적용되는 연속 무인 감시시스템은 많은 양의 영상 및 방사선 감시 데이터를 생산하게 되며, 이러한 자료로부터 핵물질의 전용 여부를 분석하기 위해서는 상당한 시간과 인력이 소요된다. 따라서 핵물질 취급시설에서의 감시시스템은 시설로부터 취득한 감시 데이터를 자동적으로 검토ㆍ분석하여 비정상적인 상황을 추출해 낼 수 있는 기능이 요구된다. 이 연구에서는 이러한 관점에서 영상 및 방사선 데이터를 자동 분석할 수 있는 신경망을 이용한 지능형 핵물질 감시시스템을 개발하였다. DUPIC 시설의 안전조치를 위해 개발한 동 핵물질 감시시스템은 수차례의 성능 시험을 거쳐, 현재 시설에 설치되어 정상적으로 운영 중에 있다.
차폐시설내에서 고방사성 물질이 이송되는 경우에 수송대상 핵물질의 이송경로를 감시하는 분석방법을 개발하였다. 이방법은 디지탈화하여 화상처리된 카메라 영상정보와 NDA 장비 및 NCC 프로그램에 의해 모니터링된 방사선 신호를 실시간으로 통합 분석하는 신경회로망 기법에 기초하고 있다. 핵물질의 경로와 핵물질의 종류 및 용기의 종류를 파악할 수 있는 이 방법은 정상적인 움직임과 비정상적인 움직임을 판단하여 차폐시설의 보장조치 체계를 구축할 수 있으며, DUPIC 핵연료 제조 시설 같은 새로운 시설의 보장조치 시스템의 일부로 활용될 수 있다.
국내 원자력 산업이 활성화됨에 따라 우리 나라의 IAEA 보장조치 대상시설과 시설에서 취급하는 핵물질이 지속적으로 증가하여 왔다. 점차 증가하는 시설과 핵물질들을 효율적으로 통제, 관리하고 원자력의 평화적 이용에 대한 대외적 투명성 제공 및 핵물질 취급에 따른 대외적 의무사항들을 효율적으로 이행하기 위한 국가차원의 법적, 제도적 정비가 요구되어져 왔다. 이에 따라 '95년에 개정된 원자력법 및 관계 범령에 따라 과기처는 '96년도부터 국가사찰을 실시할 예정이며, 이러한 국가사찰 및 국가통제 시스템을 원자력연구소의 원자력통제기술센터가 지원하도록 명시하였다. 이러한 근거로 개발된 국가사찰 지원시스템(National Inspection Support System : NISS)은 여러 가지 사찰기술 중에서 시설이 계량관리 자료를 정확하게 기록하고 유지하였는지에 대한 장부검증, 표본선택을 위한 계층분류 및 사찰결과보고서 작성 등을 수행 할 수 있도록 개발되었다. 이 시스템을 이용하여 사찰관은 시설 핵물질의 재고목록, 재고변동기록 및 근거서류 등과 같은 많은 계량관리 자료의 검증을 신속하고 정확하게 수행하여 업무의 효율성 및 검증결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
핵물질의 화학적분리 및 정제를 위한 용매추출실험의 농도분석에 사용될 수 있는 감마방사능 계측장치를 제작하고 기계적 성능 및 원격작동 시험을 하였다. 계측장치의 모든 구동부분은 공압으로 작동되며 우라늄시료를 분석한 결과 0∼250g/L의 농도범위에서 방사능세기와 일정한 상관관계를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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