초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
< 원자력 발전소 안전해석의 종합효과실험 데이터 기반 모델링 기법을 이용한 정확도 향상 연구 >
○ 원자력 안전해석코드의 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 구성방정식을 종합효과실험(IET: Integral Effect Test) 데이터를 이용하여 데이터 기반 모델링 방법을 통해 불확실성 감소
○ 이를 위해서 개별효과실험(SET: Separate Effect Test)에서 먼저 데이터 기반 모델링을 위한 인공신경망(ANN: Artificial Neural Network) 구

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
< 원자력 발전소 안전해석의 종합효과실험 데이터 기반 모델링 기법을 이용한 정확도 향상 연구 >
○ 원자력 안전해석코드의 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 구성방정식을 종합효과실험(IET: Integral Effect Test) 데이터를 이용하여 데이터 기반 모델링 방법을 통해 불확실성 감소
○ 이를 위해서 개별효과실험(SET: Separate Effect Test)에서 먼저 데이터 기반 모델링을 위한 인공신경망(ANN: Artificial Neural Network) 구축 및 원자력 안전해석 코드인 MARS와 연계
○ IET의 데이터를 통해서 SET로 학습된 MARS+ANN 고도화
○ 학습된 안전해석코드의 오차 및 한계 평가

○ 전체 내용
○ SET 데이터 기반 인공신경망(ANN) 학습 및 MARS-KS 코드와의 연동
- ANN 학습을 위한 여러 열수력 조건의 SET 데이터베이스 구축
- IET 데이터로 ANN을 학습하기 전 ANN을 SET 데이터로 선(先)학습
- ANN 구현이 용이한 Python 등의 언어와 MARS-KS와 연동
○ 단일 IET 데이터 기반의 기계학습을 통한 안전해석 코드와 ANN 연동
- SET 데이터 기반으로 구성방정식을 대체할 수 있는 학습된 ANN의 IET 적용 및 평가
- SET 데이터 기반 ANN 출력 변수에서 IET 데이터의 모사를 위한 변수 보정 방법론 개발
- IET 데이터로 보정된 변수를 기반으로 한 ANN 학습
- 훈련된 ANN의 다른 IET 데이터의 적용성 및 정확성 평가
○ 다중 IET 데이터 기반의 기계학습을 통한 코드 내 구성방정식의 오차 기여도 평가
- 다중 IET 데이터에서의 ANN 학습 및 정확도 평가
- 다중 IET 데이터 기반 ANN, 단일 IET 데이터 기반 ANN의 구성방정식간 비교
- 코드 내 구성방정식으로 인한 오차 및 한계 평가

□ 연구개발성과
• 본 연구를 통해 원자력 발전소 인허가에 중요한 발전소 안전해석 시 사용되는 안전해석코드에 여러 계통의 영향이 합쳐진 IET 데이터 기반 인공신경망(ANN)을 적용하여 더 정확한 안전해석코드를 구현하고자 함.
• 구성방정식 모델 개발 시 IET 데이터를 활용하여 정확도를 향상할 수 있는 방법론 개발
• 기존 구성방정식 모델과 IET 데이터로 학습된 ANN의 비교를 통해 물리에 기반한 구성방정식 모델의 오차가 크게 발생할 수 있는 열수력학적 조건과 원인을 찾아내고 그에 따른 기존 구성방정식의 오차를 보정할 수 있는 영역을 찾을 수 있음.
• ATLAS-DSP, LOFT와 같은 IET 실험이 추가적으로 시행될 때마다 ANN에 사용할 수 있는 데이터가 증가하며, 이를 통해 궁극적으로 구성방정식의 제한된 수학적 함수 형태에서 벗어나서 ANN을 통해서 비선형적 데이터 사이의 상관관계도 구현하여 안전해석 코드의 정확도를 최대화 할 수 있음.
• ANN을 기반으로 한 규제코드 선진화와 원자력 시스템 해석 코드 개발에 기여할 수 있는 원천 기술 확보

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
• 기존 구성방정식이 가지는 제한적인 수학적 함수꼴에서 벗어나서 데이터 기반 모델링을 통해서 실험적 데이터가 축적될수록 자연스럽게 정확해지는 안전해석 코드 구현.
• 기존에 안전해석코드의 검증에 주로 사용되었던 IET 실험데이터들을 안전해석코드 개발에 직접적으로 사용할 수 있게 해주는 기초기술.
• 차세대 안전해석 코드개발을 위해 인공신경망(ANN)의 사용가능성을 선제적으로 파악하여 이를 바탕으로 해외선진국 대비 안전해석 코드 분야의 기술적 격차를 유지 또는 좁힐 수 있는 원천기술 개발

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1) 연구개발 목적 ... 5
• 2) 국·내외 연구개발 현황 ... 6
• 3) 연구개발의 필요성 ... 12
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 19
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 123
• 1) 연구수행 결과 ... 123
• 2) 목표 달성 수준 ... 131
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 132
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 133
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 134
• 1) 연구개발성과 활용계획 ... 134
• 붙임(별첨) 자료 ... 136
• 끝페이지 ... 204