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문제 정의
- 본 연구는 사용후핵연료 중간저장시설의 격납건물 크기를 대략적으로 산출하였으며, 본 결과를 바탕으로 상세 제원이 확정된 저장용기 및 격납건물의 차폐/격납 설계자료를 활용하여 정상 및 사고 시에 대한 종합적인 방사선 환경영향평가 수행을 위한 격납건물의 재원을 산출할 수 있다.
- 본 연구에서는 예비 방사선영향평가로 개략적인 격납건물 크기를 산출하는데 그 목적이 있으므로 저장용기에 대한 모델링은 간략하게 수행하였다. 저장용기의 차폐물질은 콘크리트만 존재한다고 가정하였으며, 용기 내부에 저장되는 사용후핵연료는 용기 안쪽에 존재하는 공기와 사용후핵연료의 부피와 밀도를 고려하여 전체를 균일하게 모사하였다.
가설 설정
- 46 톤의 우라늄이 포함되어 있다고 가정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 저장용기 한 기에는 약 9.6 MTU의 사용후핵연료가 저장되며 시설 전체에는 총 528 기의 저장용기가 설치되므로, 시설 내에는 약 5000 MTU의 사용후핵연료가 저장된다고 가정하였다.
- 6 m인 직육면체 형태로 설정하였다. 벽 두께는 30 cm, 시설과 격납건물 벽과의 간격은 배열 내 최외곽 용기의 전복사고를 고려하여 6 m 로 설정하였으며, 격납건물 내외의 공간을 채우는 물질은 공기로 가정하였다. 저장시설 내 용기 배열 및 격납건물 배치는 Fig 2에 나타낸 바와 같다.
- 5 wt%, 연소도 45,000 MWd/MTU, 냉각기간 10년의 Westinghouse 17×17형 사용후핵연료 집합체이다. 비출력은 37.5 MW/MTU로 주기 별 400일 동안 연소되었다고 가정하였으며 주기 사이 80일 간을 보수/정비기간으로 설정하였다.
- 사용후핵연료 중간저장시설에 대한 방사선영향평가를 위하여 저장시설의 용기와 격납건물에 대한 격납성능을 근거로 하여 정상운전 및 사고 시에 대한 평가가 수행되어야 하나, 저장시설의 용기 및 격납건물에 대한 상세제원이 확정되지 않은 상황에서 본 연구는 가상 중간저장시설의 개략적인 격납건물 크기 산출과 방사선 환경영향평가의 기초자료를 도출하기 위한 선행연구로 진행되므로 정상운전 만을 가정하였다.
- 저장시설 내에 활용될 용기는 “사용후핵연료 수송·저장 시스템 상용화 기술개발(1단계)” [1] 연구에서 제안된 콘크리트 저장용기의 개념모델을 가정하였다.
- 8 m로 하여 6×10 배열 8개와 6×4 배열 2개로 총 528개로 저장시설을 설정하였다. 저장시설을 둘러싸고 있는 격납건물은 콘크리트로 구성되어있다고 가정하였고, 크기는 가로 250 m, 세로 80 m, 높이 15.6 m인 직육면체 형태로 설정하였다. 벽 두께는 30 cm, 시설과 격납건물 벽과의 간격은 배열 내 최외곽 용기의 전복사고를 고려하여 6 m 로 설정하였으며, 격납건물 내외의 공간을 채우는 물질은 공기로 가정하였다.
- 저장용기는 Fig. 1과 같이 모델링하였으며, 직경 327 cm, 높이 586 cm의 원통형이며 상·하부의 콘크리트 두께는 48 cm, 측면의 콘크리트 두께가 70 cm이고 용기 내부 공간에는 위에서 고려한 공기와 사용후핵연료의 균일 혼합물이 있다고 가정하였다.
- 저장용기는 국내 원자력발전소의 크레인의 인양 중량을 고려하여 21개의 사용후핵연료 집합체가 저장된다고 가정하였으며, 사용후핵연료 집합체 하나에 0.46 톤의 우라늄이 포함되어 있다고 가정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 저장용기 한 기에는 약 9.
- 본 연구에서는 예비 방사선영향평가로 개략적인 격납건물 크기를 산출하는데 그 목적이 있으므로 저장용기에 대한 모델링은 간략하게 수행하였다. 저장용기의 차폐물질은 콘크리트만 존재한다고 가정하였으며, 용기 내부에 저장되는 사용후핵연료는 용기 안쪽에 존재하는 공기와 사용후핵연료의 부피와 밀도를 고려하여 전체를 균일하게 모사하였다.
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