I. 제목
중수로 안전현안 검증평가체제 수립 및 대처기술 개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
현재 우리나라는 국내 최초의 중수로인 월성 1호기를 1983년 준공한 이래 20년간 운전 중에 있으며, 1994년부터 월성 2/3/4호기를 건설함에 따라 현재 4기의 중수로를 가동중에 있다. 하지만 4기의 중수로 보유국임에도 불구하고 중수로 안전성 확인체제 및 제반 기술기반이 취약한 실정에 있어 가동중인 중수로 안전성 확보를 위해서 안전성 평가 검증평가기술에 대한 자체 기술력 확보가 필요하다.
이에 본 연구에서는 지금까지 캐나다에 의존하고 있던 중수로의 안전성 평가 검증체제와 관련 핵심기술들을 자체 개발하여 가동중 중수로의 안전성을 제고하고자 한다. 이를 위해 제2차 원자력연구개발사업 중장기계획사업의 일환으로 제1단계 연구를 2002년 3월부터 2005년 2월까지 3년간 수행하였고 제2단계 연구를 2005년 3월부터 2007년 2월까지 2년간 수행하였다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
연구과제의 목적은 가동중 중수로의 안전성 확보와 중수로 안전에 대한 규제 기술력 증진을 위하여 중수로 안전성 평가방법 및 체제를 자체 개발하는 데 있다. 또한 중수로 주요 안전현안을 적기에 해결하고 이에 대한 규제관련 의사결정을 신속ㆍ확고히 함으로써 가동중 중수로의 안전성을 제고하는 데 있다.
이를 위하여 "중수로 안전성 검증평가체제 및 통합 검증평가체제 개발", "가동중 중수로 안전성 평가방법론/지침개발", "중수로 주요 안전현안 평가/대처방안 수립", "중수로 규제현안 규제기술개발 : 월성 1호기 설비개선 필요 규제요건 개발" 등 4개 연구분야를 설정하여 연구를 수행하였으며, 각 연구분야별 연구내용은 다음과 같다.
1. 중수로 안전성 검증평가체제 및 통합 검증평가체제 개발
○ 중수로 노심 안전성 검증평가코드 개발 및 검증
○ 중수로 방사선원 및 환경방사능 평가코드 개발
○ 고유 수평배관 열수력특성 모델개선을 위한 실험설비 구축 및 모델 개발
○ 중수로 안전성 검증평가코드 종합 통합운영체제 개선 (방사선원 및 환경 방사능 평가코드 반영)
2. 가동중 중수로 안전성 평가방법론/지침 개발
○ 경년열화를 고려한 열수력 안전성평가방법론/지침 개발
○ 중요 쟁점사고에 대한 재평가
3. 중수로 주요 안전현안 평가/대처방안 수립
○ ECCS Strainer 막힘사고 평가
4. 중수로 규제현안 규제기술개발 : 월성 1호기 설비개선 필요 규제요건 개발
○ 계통, 기기에 대한 안전/성능요건 개발
○ 시설 및 성능검사지침서 개발
IV. 연구개발결과
제2단계 연구기간(2005년 3월∼2007년 2월, 2년)중 "중수로 안전성 검증평가체제 및 통합 검증평가체제 개발", "가동중 중수로 안전성 평가방법론/지침 개발", "중수로 주요 안전현안 평가/대처방안 수립", "중수로 규제현안 규제기술 개발 : 월성 1호기 설비개선 필요 규제요건 개발" 등 4개 분야별 연구개발 결과는 다음과 같다.
『중수로 안전성 검증평가체제 개발』 분야에서는, 중수로 노심 평가코드 확보를 위하여 중수로 노심 출력분석을 위한 3차원 노심출력 평가코드를 서울대학교와 공동으로 개발하였으며, 중수로 계통 평가코드 RELAP/CANDU코드의 개선을 위하여 "경사로 유동지도 개발을 위한 실증실험"을 수행하여 모델을 개발ㆍ활용하였다. 또한 환경방사선 평가코드 확보를 위하여 방사선원항 평가를 위한 ORIGEN/CANDU, 환경방사선평가를 위한 FADAS/CANDU를 개발하여 환경방사선평가 체제를 확보하였다. 중수로 통합안전성평가시스템 구축을 위하여, IT 기술을 활용한 중수로 안전성평가 통합운영시스템을 개발하여 중수로 계통-격납용기-환경방사선평가를 상시 및 실시간으로 수행할 수 있는 체제를 구축하였다. 이밖에 중수로 안전성평가 통합관리체제 운영을 위하여 열수력 자료 통합플랫폼을 개발하여 자료(코드, 실험, 논문, 보고서 등) DB를 확보ㆍ제공함으로써 중수로 안전정보 교류망을 구축하였다.
『가동중 중수로 안전성 평가방법론/지침 개발』 분야에서는, 월성 1호기 PSR 후속조치 사항이며 계속운전 안전현안인 "경년열화를 고려한 안전성 평가 재수행"에 대한 규제입장을 정립하기 위하여 중수로 주요기기에 대한 경년열화 유인인자를 도출하여 DB화 하였으며, 이를 통하여 안전성 평가모델 및 절차를 개발하였다.
『중수로 주요 안전현안 평가/대처방안 수립』 분야에서는, 중수로 일반안전현안(GST)이며 월성 1호기 PSR 후속조치 사항인 "비상노심냉각계통 여과기 막힘사고"에 대한 규제입장을 정립하기 위하여 비상노심냉각계통 여과기 막힘사고에 대한 해석모델을 개발하였고, 이를 토대로 35% 헤더 "입구관파단사고+비상노심냉각상실사고"를 평가하여 안전성을 확인하였다.
『중수로 규제현안 규제기술개발』 분야에서는, 월성 1호기 설비개선을 위한 인허가 신청에 대비하여 필요 중수로 규제요건 및 기술기준(5개 조항 신설 및 개정)과 관련 고시 10종을 개발하였다.
V. 연구개발결과의 활용계획
본 연구개발 결과 "중수로 안전성 노심 동특성, 계통 열수력, 격납용기 열수력 등에 대한 안전성평가코드와 종합안전성평가시스템(CISAS)"을 개발하였고 "중수로 설비개선용 검사지침서"를 개발하여 안전성평가체제 확립 분야에서 중수로 운영 국가중 선도적 역할을 할 수 있었다.
한편 본 연구개발 결과는 가동중 중수로에 대한 안전성 평가 등 기술수요에 활용할 수 있으며, 중수로 안전 핵심기술을 자립함으로써 중수로 안전 규제에 대한 신뢰성 제고에 기여할 수 있다.