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사용후핵연료 습식저장 시설의 중대사고 안전성 검토
Safety Review of Severe Accident Senario for Wet Spent Fuel Storage Facility 원문보기

방사성폐기물학회지 = Journal of the Korean Radioactive Waste Society, v.9 no.4, 2011년, pp.231 - 236  

신태명 (충주대학교)

초록
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지난 2011년 3월의 후쿠시마 원전 사고시 원자로 건물에서의 연쇄적인 수소폭발이 발생하였을 때 관계자들은 제1원전 4호기의 폭발에 더욱 놀랐었는데 이는 그 당시 4호기는 정기보수를 위하여 원자로내 모든 핵연료를 저장조에 보관중이었기 때문이다. 저장조내 냉각수 유실로 노심에서 옮겨진 핵연료가 공기 중에 노출되어 수소가 발생하고 임계가 도달하였다면 더욱 심각할 수도 있기 때문이었는데 다행히 추후에 양호한 냉각수 상태가 확인되어 우려할 상황을 피할 수 있었다. 본 논문에서는 후쿠시마 원전 사고를 계기로 국내 원자력 발전소내 핵연료 임시 저장시설의 안전성과 관련하여 중대사고 관점에서 검토해 보고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

When the Fukushima nuclear power plant accident occurred in March of 2011, a hydrogen explosion in the reactor building at the 4th unit of Fukushima plants led to a big surprise because the full core of the unit 4 reactor had been moved and stored underwater at the spent nuclear fuel storage pool fo...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 후쿠시마 원전사고 결과 그 안전중요도가 더욱 부각된 사용후핵연료 저장시설의 중대사고 관점의 가상사고 시나리오와 국내 안전성 현황을 검토하였다. 검토 결과 국내의 경우 원전내 핵연료 임시저장 시설의 안전은 우려할 수준이 아닌 것으로 나타났지만 우발적인 대형사고 등에 대한 경계심을 항상 늦추면 안 될 것이다.
  • 요점은 일본 사고를 계기로 주요 시설들의 안전성을 재검토하여 안전신뢰도를 향상시키고 투명한 정책을 시행해야 할 것이다. 이러한 의미에서 본 논문에서는 후쿠시마 사고로 인하여 원자로 격납용기와 함께 중요성이 크게 부각된 사용후핵연료 저장시설의 중대사고 가능성을 되짚어 보고 국내 원전의 안전성 문제를 재검토해 보고자 한다.

가설 설정

  • 중대사고 관점에서 가정할 수 있는 사용후핵연료 습식저장 시설의 안전성을 위해할 수 있는 심각한 사고는 결과적으로 사용후핵연료의 냉각수 유출 또는 공급부족에 의한 냉각기능의 상실 사고인데 공학적으로 볼 때 일부를 제외하면 발생 가능성이 극히 낮아 대부분 고려하고 있지 않다. 이하 다소 무리한 가정이라 하더라도 후쿠시마 사고를 계기로 설계기준 내에 있거나 이를 초과하는 몇 가지 사고 시나리오를 가정하여 검토한다. 참고로 9.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내 사용후핵연료 저장시설의 중대사고 시나리오 중 쓰나미에 의한 전원상실 사고는 무엇인가? 후쿠시마 사고시와 유사한 쓰나미를 가정할 경우 앞선 설명에서 비교했듯이 비상발전기 위치가 충분히 높아 소내 전원상실의 가능성이 낮지만 혹시 전원상실에 의해 냉각기능 상실로 이어지더라도 저장조 내의 냉각수 유출이 없다면 수위는 자연대류에 의해 며칠간 유지 가능하며 추가로 적정수위를 유지하도록 비상용수 저장탱크를 활용하거나 소내외 소방차의 지원으로 지속적인 냉각수 보충이 가능하므로 중대사고는 막을 수 있을 것이다.
사용후핵연료 저장조는 어떤 목적으로 설계되는가? 사용후핵연료 저장조는 원자로 격납용기 내의 핵연료를 정기적으로 교체하거나 임시 이송하여 수중에서 냉각 및 보관하려는 목적으로 설계되는 수영장 같은 구조의 수조이다. 후쿠시마 원전은 비등경수형(BWR) 원자로인데 설계개념상 원자로 건물내 원자로 상부에 설치를 하고 있다.
후쿠시마 원전은 어떤 형의 원전인가? 사용후핵연료 저장조는 원자로 격납용기 내의 핵연료를 정기적으로 교체하거나 임시 이송하여 수중에서 냉각 및 보관하려는 목적으로 설계되는 수영장 같은 구조의 수조이다. 후쿠시마 원전은 비등경수형(BWR) 원자로인데 설계개념상 원자로 건물내 원자로 상부에 설치를 하고 있다. 사고 당시 자동냉각기능의 상실로 인하여 운전중이던 원자로 건물의 연쇄 수소폭발이 발생하여 원자로 노심의 핵연료 용융과 같은 중대사고에 관심이 모아져 있을 때에, 운전정지 중이던 후쿠시마 제1원전 4호기의 건물에서까지 수소폭발이 일어나자 전문가들은 순간 크게 당황하게 되었다.
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참고문헌 (5)

  1. G. C. Song, "Strategy and Roadmap for Spent Fuel Management", Public Listening for Spent Fuel Management Alternative, (2011.08.19). 

  2. T. M. Shin, "Seismic Analysis of Spent Fuel Storage Structures for PHWR Plant", Fall Conference of KSNVE. pp.338-344 (2003). 

  3. T. M. Shin and I. Y. Kim, "Review on the Seismic Analysis Method of Free Standing High Density Fuel Storage Racks of PWR Plants", Korea Nuclear Society, 27(1) (1997). 

  4. T.M. Shin and K.S. Kim, "Study on the Impactproof Internal Structure Design of a Spent Nuclear Fuel Transport Cask", Transactions of the KSNVE, 19(4) (2009). 

  5. T.M. Shin, "Analysis of Spent Fuel Storage Racks at Fuel Drop Accident", Fall Conference of KNS (1994). 

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