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SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 27
제2장 국내·외 기술개발 현황 29
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 32
제1절 중소형원자로 표준설계인가 설계 범위 및 수준 검토 32
1.1. SMART 표준설계인가 설계 범위 및 수준 검토 32
제2절 중소형원자로 설계요건 검토 47
2.1. SMART 최상위 설계요건 및 설계기준 검토 47
2.2. 주요 규제요건의 SMART 적용성 평가 76
제3절 중소형원자로 안전특성 평가 98
3.1. SMART PIRT 검토 98
3.2. 주요 안전현안 평가 114
3.3. 중소형원자로 비상계획구역 평가 134
3.4. 중소형원자로 안전통신망에 대한 안전성 평가 155
3.5. SMART 원자로용 지반불확실성을 고려한 SSI 해석 및 평가 212
제4절 기술검증시험 타당성 평가 296
4.1. SMART 기술검증시험계획 평가 296
제4장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 331
제5장 연구개발결과의 활용계획 336
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 338
제7장 참고문헌 340
표 3.1-1. SMART 표준설계인가 설계 범위와 깊이에 대한 원자력연구원의 초안 38
표 3.2-2. SMART 최상위설계요건(안)의 예 49
표 3.2-3. SMART 설계기준(안)의 예 50
표 3.2-3. SMART 최상위설계요건 개정본의 예 58
표 3.2-4. SMART TTR/DB에 대한 KINS 검토의견과 KAERI 조치 (안) 59
표 3.3-1. KINS 1차 의견에 대한 KAERI 답변 및 조치 102
표 3.3-2. 1 U-ton 당 노심 내 불순물 질량 136
표 3.3-3. 중소형원자로 노심재고량 평가 결과 137
표 3.3-4. 중소형원자로 방사선원항 방출분율 139
표 3.3-5. MACCS II 전산코드의 핵종그룹 140
표 3.3-6. 핵종그룹별 방출분율 140
표 3.3-7. 우리나라 인구/면적 통계 및 인구밀도 143
표 3.3-8. 소외선량평가 가정 사항 144
표 3.3-9. 소외선량평가 결과 - 개인선량 TEDE (Sv) 145
표 3.3-10. 소외선량평가 결과 - 집단선량 (man-Sv) 146
표 3.3-11. 실제 기상조건을 적용한 비상계획구역 평가 결과 147
표 3.3-12. 이더넷 스위칭 기술의 비교 158
표 3.3-13. 통신망 설계 평가 기법 163
표 3.3-14. 정보기술 시스템과 원전 계측제어 시스템의 일반적 차이 171
표 3.3-15. 일반적인 사이버 위협 173
표 3.3-16. 주체에 따른 사이버 위협의 분류 174
표 3.3-17. 산업 제어 시스템에 대한 악의적 위협 188
표 3.3-18. 네트워크 설정 취약점 190
표 3.3-19. 네트워크 경계 취약점 191
표 3.3-20. 네트워크 감시 및 로깅 취약점 191
표 3.3-21. 통신 취약점 192
표 3.3-22. 사이버보안 특성 203
표 3.3-23. 사이버보안성 평가 프로세스 204
표 3.3-24. 사이버보안 자산 분석의 기준 204
표 3.3-25. 사이버보안 자산 분석의 기준 204
표 3.3-26. 사이버보안 자산 분석의 기준 204
표 3.3-27. 일반적인 계측제어 시스템의 자산 분석 기준 206
표 3.3-28. 일반적인 사이버 위협의 분류 207
표 3.3-29. 가능성 수준 208
표 3.3-30. 영향성 수준 209
표 3.3-31. 사이버보안 위험 수준 매트릭스 209
표 3.3-32. 가시와자키-가리와 원전구조물 콘크리트의 물성치 216
표 3.3-33. 가시와자키-가리와 원전구조물 지반의 물성치 216
표 3.3-34. 중소형원자로 SMART 격납구조물 콘크리트의 물성치 219
표 3.3-35. 중소형원자로 SMART 격납구조물 지반의 물성치 220
표 3.3-36. 중소형원자로 SMART 격납구조물 Beam-Stick 모델의 단면계수 및 집중질량 222
표 3.3-37. 지층별 지반특성 및 지반전단탄성계수의 통계특성 227
표 3.3-38. 지반강성의 변동성 고려를 위한 LHS에 의한 30개 표본(Cv=0.5)(이미지 참조) 228
표 3.3-39. 지반강성의 변동성 고려를 위한 LHS에 의한 30개 표본(Cv=1.0)(이미지 참조) 229
표 3.3-40. 지반강성의 변동성 고려를 위한 LHS에 의한 50개 표본(Cv=0.5)(이미지 참조) 230
표 3.3-41. 지반강성의 변동성 고려를 위한 LHS에 의한 50개 표본(Cv=1.0)(이미지 참조) 232
표 3.3-42. 지반강성의 변동성 고려를 위한 LHS에 의한 100개 표본(Cv=0.5)(이미지 참조) 234
표 3.3-43. 지반강성의 변동성 고려를 위한 LHS에 의한 100개 표본(Cv=1.0)(이미지 참조) 237
표 3.3-44. 지반의 전단탄성계수 표본의 평균 및 표준편차 비교(Cv=0.5)(이미지 참조) 240
표 3.3-45. 지반의 전단탄성계수 표본의 변동계수 비교(Cv=0.5)(이미지 참조) 240
표 3.3-46. 지반의 전단탄성계수 표본의 평균 및 표준편차 비교 (Cv=1.0)(이미지 참조) 241
표 3.3-47. 지반의 전단탄성계수 표본의 변동계수 비교(Cv=1.0)(이미지 참조) 241
표 3.3-48. 지층별 지반전단탄성계수의 최적추정값, 상한값 및 하한값 (Cv=0.5)(이미지 참조) 244
표 3.3-49. 지층별 지반전단탄성계수의 최적추정값, 상한값 및 하한값 (Cv=1.0)(이미지 참조) 244
표 3.4-1. KAERI 검증시험내역서 예 297
표 4-1. 당해단계 연구목표 및 달성도 333
그림 3.1-1. Combined License Application Referencing a Certified Design(Desgin) 34
그림 3.1-2. Relationships between Development Activity Types, Review Types, and SRP Sections 43
그림 3.3-1. 고리 2003년도 풍향분배도 141
그림 3.3-2. 울진 2004년도*- 풍향분배도 141
그림 3.3-3. 영광 2003년도 풍향분배도 142
그림 3.3-4. 거리대 선량 평가결과 149
그림 3.3-5. 안전통신망 개요도 157
그림 3.3-6. SMART 계측제어계통 개요 157
그림 3.3-7. 안전계통내 채널 간 단방향 통신 159
그림 3.3-8. 안전계통내 채널 간 양방향 통신 160
그림 3.3-9. 안전계통과 비 안전계통 채널 간 단방향 통신 161
그림 3.3-10. 안전계통과 비 안전계통 채널 간 양방향 통신 162
그림 3.3-11. SCADA 시스템 구성 175
그림 3.3-12. 사내 컴퓨터로의 침입 176
그림 3.3-13. 사내 네트워크의 정보 취득 177
그림 3.3-14. 제어 네트워크의 감시 및 제어권 획득 177
그림 3.3-15. SQL 서버의 Resolution 서비스 179
그림 3.3-16. Slammer Worm 공격 및 전파 유형 180
그림 3.3-17. Stuxnet 공격 유형 182
그림 3.3-18. 전 세계 Stuxnet 감염 분포 183
그림 3.3-19. 적용 대상의 사이버보안 활동 개요 184
그림 3.3-20. 사이버보안 구역의 지정 185
그림 3.3-21. IEEE Standard 7-4.3.2에서의 보안 활동 187
그림 3.3-22. ISO 17799에서의 정보보안 11개 영역 193
그림 3.3-23. ISO 27001에서의 정보보안 관리 프로세스 194
그림 3.3-24. KISA-ISMS의 15개 통제 영역 195
그림 3.3-25. SDLC in NIST 199
그림 3.3-26. 주기적 사이버보안성 평가의 필요성 199
그림 3.3-27. AS/NZS 4360에서의 사이버보안성 평가 기법 200
그림 3.3-28. NIST에서 제안하는 사이버보안성 평가 기법 201
그림 3.3-29. 사이버보안의 요소별 관계(IAEA) 202
그림 3.3-30. 사이버보안 수준별 대응 강도 210
그림 3.3-31. 가시와자키-가리와 원전구조물의 지반조건 및 구조물의 위치 215
그림 3.3-32. 가시와자키-가리와 원전구조물의 단면도 215
그림 3.3-33. 가시와자키-가리와 원전구조물의 SASSI 해석 모델 217
그림 3.3-34. 중소형원자로 SMART 격납구조물 지반 조건 218
그림 3.3-35. 중소형원자로 SMART 격납구조물 219
그림 3.3-36. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 SASSI 해석 모델 221
그림 3.3-37. 입력지반가속도의 시간이력곡선(Random case #1~10) 223
그림 3.3-38. 입력지진의 응답스펙트럼과 RG 1.60 설계응답스펙트럼의 비교(PGA=1.0g, 감쇠비 5%)(그림없음) 224
그림 3.3-39. 확률밀도함수의 표준편차에 따른 면적분포 226
그림 3.3-40. KKN 구조물의 지진 입력 및 응답출력위치 243
그림 3.3-41. 수평방향 지진입력에 의한 KKN 구조물 상단에서 수평가속도의 시간이력곡선(BE 지반 프로파일) 245
그림 3.3-42. SRPmin 방법에 의한 KKN 구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼(Cv=0.5, 감쇠비=5%)(이미지참조) 246
그림 3.3-43. SRPmin 방법에 의한 KKN 구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼(Cv=1.0, 감쇠비=5%)(이미지참조) 247
그림 3.3-44. 가시와자키-가리와 원전구조물의 SRPmin 방법 및 SRP 방법의 결과 비교(Cv=0.5, 감쇠비=5%)(이미지참조) 249
그림 3.3-45. 가시와자키-가리와 원전구조물의 SRPmim 방법 및 SRP 방법의 결과 비교(Cv=1.0, 감쇠비=5%)(이미지참조) 250
그림 3.3-46. KKN 구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=0.5(표본 개수=30, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 252
그림 3.3-47. KKN 구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=1.0(표본 개수=30, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 253
그림 3.3-48. KKN 구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=0.5(표본 개수=50, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 254
그림 3.3-49. KKN 구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=1.0(표본 개수=50, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 255
그림 3.3-50. KKN 구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=0.5(표본 개수=100, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 256
그림 3.3-51. KKN 구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=1.0(표본 개수=100, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 257
그림 3.3-52. KKN 구조물의 사례별 결과 비교 및 분석(Cv=1.0, y=lnx)(이미지참조) 258
그림 3.3-53. KKN 구조물 사례별 결과(0.9Hz, 2.47Hz)에서의 중앙값 및 표준편차 비교(Cv=0.5)(이미지참조) 259
그림 3.3-54. KKN 구조물의 사례별 결과 비교 및 분석(Cv=1.0, y=lnx)(이미지참조) 260
그림 3.3-55. KKN 구조물 사례별 결과(0.9Hz, 2.47Hz)에서의 중앙값 및 표준편차 비교(Cv=1.0)(이미지참조) 261
그림 3.3-56. KKN 구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=30, Cv=0.5, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 263
그림 3.3-57. KKN 구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=30, Cv=1.0, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 264
그림 3.3-58. KKN 구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=50, Cv=0.5, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 265
그림 3.3-59. KKN 구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=50, Cv=1.0, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 266
그림 3.3-60. KKN 구조물의 확률른적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=100, Cv=0.5, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 267
그림 3.3-61. KKN 구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=100, Cv=1.0, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 268
그림 3.3-62. 중소형원자로 SMART 격납구조물 지반조건 및 지진입력 위치 269
그림 3.3-63. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 응답 출력 위치 270
그림 3.3-64. 수평방향 지진입력에 의한 중소형원자로 SMART 격납구조물 상단에서 수평가속도의 시간이력곡선(BE 지반 프로파일) 271
그림 3.3-65. SRPmin 방법에 의한 중소형원자로 SMART 격납구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 (Cv=0.5, 감쇠비=5%)(이미지참조) 272
그림 3.3-66. SRPmin 방법에 의한 중소형원자로 SMART 격납구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 (Cv=1.0, 감쇠비=5%)(이미지참조) 273
그림 3.3-67. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 SRPmin 방법 및 SRP 방법의 결과 (Cv=0.5, 감쇠비=5%)(이미지참조) 275
그림 3.3-68. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 SRPmin 방법 및 SRP 방법의 결과 (Cv=1.0, 감쇠비=5%)(이미지참조) 276
그림 3.3-69. 중소형원자로 격납구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=0.5(표본 개수=30, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 278
그림 3.3-70. 중소형원자로 격납구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=1.0(표본 개수=30, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 279
그림 3.3-71. 중소형원자로 격납구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=0.5(표본 개수=50, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 280
그림 3.3-72. 중소형원자로 격납구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=1.0(표본 개수=50, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 281
그림 3.3-73. 중소형원자로 격납구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=0.5(표본 개수=100, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 282
그림 3.3-74. 중소형원자로 격납구조물 응답의 가속도 응답스펙트럼 Cv=1.0(표본 개수=100, 중앙값=적색 실선, 중앙값+1SD=검정 실선)(이미지참조) 283
그림 3.3-75. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 사례별 결과 비교 및 분석(Cv=0.5, y=lnx)(이미지참조) 284
그림 3.3-76. 중소형원자로 SMART 격납구조물 사례별 결과 (0.9Hz, 2.47Hz)에서의 중앙값 및 표준편차 비교(Cv=0.5)(이미지참조) 285
그림 3.3-77. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 사례별 결과 비교 및 분석(Cv=1.0, y=lnx)(이미지참조) 286
그림 3.3-78. 중소형원자로 SMART 격납구조물 사례별 결과 (0.9Hz, 2.47Hz)에서의 중앙값 및 표준편차 비교(Cv=1.0)(이미지참조) 287
그림 3.3-79. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=30, Cv=0.5, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 289
그림 3.3-80. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=30, Cv=1.0, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 290
그림 3.3-81. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=50, Cv=0.5, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 291
그림 3.3-82. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=50, Cv=1.0, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 292
그림 3.3-83. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=100, Cv=0.5, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 293
그림 3.3-84. 중소형원자로 SMART 격납구조물의 확률론적 방법, SRPmin 방법 및 SRP 방법의 설계응답스펙트럼 비교(표본개수=100, Cv=1.0, 감쇠비=5%), (Median+α·SD ≡ exp(y+α·σy), y=ln(스펙트럴 가속도),...(이미지참조) 294