[논문]해체 정보 평가 시스템의 모듈 연구

박희성; 김성균; 이근우; 오원진

해체 정보 평가 시스템의 모듈 연구
A Study on Modularization of a Decommissioning Information Evaluation System 원문보기

박희성 (한국원자력연구소 원자력 연구시설 해체 기술개발) , 김성균 (한국원자력연구소 원자력 연구시설 해체 기술개발) , 이근우 (한국원자력연구소 원자력 연구시설 해체 기술개발) , 오원진 (한국원자력연구소 원자력 연구시설 해체 기술개발)

해체 준비 작업부터 해체 후 처리까지 가상의 디지털 해체 환경에서 해체 활동의 예측에 필요한 모듈별 기능들을 요소별로 검토 분석하였다. 해체 정보 통합 관리 시스템의 기본 정보를 제공할 수 있는 모듈을 확립하기위해 해체 데이터베이스와 3D CAD 를 연동시키는 방안에 대하여 연구하였다. 3 차원 dosimetric mapping 기술로 방사능 오염 분포를 입체적으로 묘사할 수 있는 모듈과 제염 해체 단위 작업별 평가식과 가중치 값을 이용하여 해체 작업자수와 해체 시간을 평가할 수 있는 모듈을 연구하였다. 연구 결과 가상의 해체 환경에서 연구로 및 원자력 시설 해체시 경제성과 안전성에 영향을 미치는 해체 일정과 해체 비용을 평가할 수 있는 단위 모듈들의 기능을 활용하여 해체 통합 관리 시스템의 설계 기준과 요구 조건 및 기능을 도출하였다.

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문제 정의

있다. 해체 정보 평가 시스템 모듈 연구의 목적은 당과 제의 최종 목표인 해체 정보 통합관리 시스템을 성공적으로 개발하기 위해 필요한 복잡하고 다양한 구성요소(component)들을 체계적으로 분석하고 설계하는데 있다. 이를 위해서는 실제 연구로 및 원자력 시설의 해체 현장을 3D CAD 와 VRML 및 JAVA 3D API 와 같은 software 를 이용하여 현실 세계와 동일하게 computer 상에서 가상으로 연출하여 해체가 수행되기 전에 해체 작업자의 안전성과 해체 비용에 영향을 미치는 주요 인자들을 평가할 수 있는 기술요소들이 필요하다.

가설 설정

o 제염 공정: 제염 횟수에 따라 제염 시간과 해체 비용 및 해체 폐기물량이 결정됨.

제안 방법

- 3D CAD 로 설계된 해체 대상물과 해체 장비 모델링 결과들을 해체 데이터베이스에 저장 관리하기 위해 필요한 entity 들을 정의하였으며, 기존 흐해체데이터베이스를 구성하고 있는 entity 들과의 relationship 을 재분석하여 새로운 entity 들을 설계하였다. 2개의 단위 모듈들의 연계를 실험하기 위해 연구로 2 호기 회전시료조사대(Rotary Speciman Rack)을 선정하여 해체 데이터베이스에 저장하였다.
- 해체 활동으로부터 발생된 텍스트(text), 그림(image), 동영상(video) 및 animation 자료들을 멀티미디어 콘텐츠로 가공(Edu-V), 압축하여 Web 환경에서 실시간으로 보여 줄 수 있도록 자료 구조를 설계하였으며, 주요 공정들에 대한 해체 시나리오를 분석할 수 있도록 동영상 자료를 색인화 하였다.
최근에는 감마 카메라를 이용하여 오염된 시설물에 존재하는 방사선을 측정하는 기술이 개발[기되고있지만 콘크리트 차폐체 내부의 농도를 판별하지는 못하고 있다. 본 연구에서는 연구용 원자로 2 호기 수조 내 exposure room 서쪽 벽면에서 측정된 데이터를 대상으로 방사화 분포도를 3 차원으로 가시화하였다(그림 2).
설계 기준안과 요구 조건에 따라 위에서 언급한 여러 단위 프로그램들이 통합된 환경에서 해체시나리오를 평가할 수 있도록 단위 모듈들 간의 인터페이스를 검토하였다. 단위 모듈들 간의 인터페이스를 통해 구현하고자하는 해체 정보통합관리 시스템의 재편된 모듈들의 기능을 살펴보면 다음과 같다.
연구로 해체 활동 준비 작업부터 제염 및 절단 그리고 해체 후 처리 작업의 전 과정에서 흐해체작업자, 해체 소요시간, 해체 폐기물량과 해체 비용 등에 영향을 미치는 변수들을 조사하기 위해 해체작업자 정보와 방사선/능 정보 그리고 해체 폐기물 정보[4] 등을 검토하였으며, 해체 정보 통합관리시스템의 적용 연구를 위해 방사능에 조사된 해체시설물들 중 연구로 2 호기의 콘크리트 차폐체와 노심 및 Thermal column 에 대한 해체 결과[5] 자료를 검토하여 항목 도출에 반영하여 시험하였다. 해체 활동으로부터 생산된 여러 자료를 통하여 해체 정보 주요 인자들을 분석한 결과 해체 일정 및 해체폐기물량과 해체 비용을 평가하는데 필요한 항목들이 다음과 같이 도출되었다.
이상과 같이 단위 모듈들의 특징과 기능을 활용하여 해체 통합관리 시스템에서 필요한 구성요소를 확립하였다. 향후 이 자료를 근거로 하여 하나의 통합된 환경에서 해체 시나리오를 평가할 수 있도록 Graphic User Interface 를 설계할 예정 이다.
흐해체데이터베이스와 3D CAD 데이터의 연동에 필요한 기술요소들에 대하여 분석하였다.

대상 데이터

- 해체 데이터베이스와 3D CAD 연동에 사용된 실험데이터로는 해체 시설물로 연구로 2 호기의 노심, 콘크리트 차폐체, Beam Port 그리고 Thermal Column 이 선정되었으며, 해체 장비로는 DARDA, Drill, Wire Saw, 유압절단기, 천공 드릴, 크레인, Brokk, 그리고 Nibbler 장비가 채택되었다.
2개의 단위 모듈들의 연계를 실험하기 위해 연구로 2 호기 회전시료조사대(Rotary Speciman Rack)을 선정하여 해체 데이터베이스에 저장하였다.

후속연구

대한 연구가 수행되었다. 3D CAD 와 해체데이터베이스 연동 결과는 해체 데이터베이스의 기능을 한 단계 향상 시키는 기회가 되었으며, 해체 디지털 목업 시스템에서 새로운 시설을 대상으로 해체시나리오를 수행할 때 해체 데이터베이스시스템으로부터 필요한 CAD 데이터와 해당 시설의 제원 및 방사능 정보 등에 대한 기초 자료를 제공하게 될 것이다. 연구로 2 호기 수조 내 오염 준위가 높은 exposure room 을 대상으로 방사화 정도를 3 차원으로 가시화 시킨 결과 방사능의 분포를 이상적으로 표현함으로써 연구로 및 원자력 시설 제염 및 해체 계획 수립 시 해체 일정과 해체 비용 결정에 중요한 의사결정 자료를 제공하는 모듈이 될 것이다.
3D CAD 와 해체데이터베이스 연동 결과는 해체 데이터베이스의 기능을 한 단계 향상 시키는 기회가 되었으며, 해체 디지털 목업 시스템에서 새로운 시설을 대상으로 해체시나리오를 수행할 때 해체 데이터베이스시스템으로부터 필요한 CAD 데이터와 해당 시설의 제원 및 방사능 정보 등에 대한 기초 자료를 제공하게 될 것이다. 연구로 2 호기 수조 내 오염 준위가 높은 exposure room 을 대상으로 방사화 정도를 3 차원으로 가시화 시킨 결과 방사능의 분포를 이상적으로 표현함으로써 연구로 및 원자력 시설 제염 및 해체 계획 수립 시 해체 일정과 해체 비용 결정에 중요한 의사결정 자료를 제공하는 모듈이 될 것이다. 방사화된 자료를 바탕으로 연구로 시설물을 해체 할 때 필요한 작업자수와 해체 시간 그리고 해체 폐기물량의 상관관계를 분석하기 위해 제염 및 해체 단위 작업별로 시간의 함수로 계산되는 평가식과 가중치 값을 국내 연구로와 원자력시설에 적용시키기 위해 현재 분석 중에 있다.
국내의 경우 원자력 시설에 대한 해체 경험이 없는 관계로 상업용 발전소를 해체한 결과 자료를 확보하여 연구로 해체에 사용할 수 있는지에 대한 타당성 검토를 진행하고 있는 중이다. 이질적이고 다양한 특성들로 구성된 해체 정보의 모듈들 간 인터페이스를 검토한 결과는 해체 정보 통합관리시스템 기본 설계 기초 자료로 사용될 것이다.
해체 작업 시 작업자가 받는 피폭량을 최소화시키고 나아가 해체 일정 및 해체 폐기물량을 줄이기 위한 방법으로 오염된 해체 시설물의 방사능 재고량 산출 및 농도별 분포를 입체적으로 가시화 시킬 수 있는 연구가 수행되어야 한다. 연구로 및 원자력발전소 해체에 필수적으로 요구되는 것이 방사화 및 표면오염 방사능 재고량 평가이다.
확립하였다. 향후 이 자료를 근거로 하여 하나의 통합된 환경에서 해체 시나리오를 평가할 수 있도록 Graphic User Interface 를 설계할 예정 이다.

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