원전 안전계통에 적용될 PLC는 엄격한 내진, 전자파, 내환경 시험기준을 만족해야 하며, 원전 안전등급에 부합되는 안전성 및 신뢰성을 만족해야 한다. 전 세계에서 안전계통에 적용될 PLC는 Siemens 의 Teleperm XS, Invensys 의 Triconex, WestingHouse 의 AC-160 이 있으며, 국내에서는 원전 안전계통 개발시 전적으로 이들 PLC 수입에 의존하고 있다. 현재 한국원자력연구소와 국내 PLC 제조회사간에 공동과제를 통해 안전등급 PLC 개발을 수행하고 있으며, 본 논문에서는 개발될 PLC 의 설계기준과 개발된 하드웨어 및 소프트웨어 사양 등 개발현황에 대해 기술한다.
원자력발전소 안전성 확보의 가장 중요한 요소는, 원전 시설 내에 근무하는 종사자와 원전 주변 주민은 물론, 생활 환경을 방사선과 방사성 물질로부터 보호하고, 원전운영으로 인한 각종 영향이 법적 제한치 이내에서 최소화되도록 관리하는 것이다. 방사선 안전 관리가 제대로 이루어질 때 국민적 신뢰가 확보되고, 원전 사업 기반은 더욱 튼튼하게 뿌리를 내리게 될 것이다. 96년도에 수행한 주요 방사선 안전 관리 실적에 대해 방사선 관리, 방사성 폐기물(이하 방사물) 관리, 환경 방사능 관리, 방사능 재해 등의 분야로 나누어 점검해 본다.
본 연구에서는 2002년 여름 개최되었던 세계지속가능정상회의에서 채택한 이행계획을 통해 전과정평가의 중요성을 분석하고, 이 방법을 우리나라에서 가동되고 있는 두기의 원전에 적용하여 환경영향을 분석한다. 이 분석에서는 원전의 가동단계에 해당하는 운전ㆍ유지과정을 분석하였다. 여기에는 투입물과 배출물 정보를 모두 사용하였다. 분석시 영향범주는 원전 가동에 따른 자원고갈을 비롯하여 지구온난화와 산성화를 분석하였다.
후쿠시마 원전 사고 이후로 원전의 안전에 대한 관심이 어느때 보다 크다. 기존의 원전이 가지고 있는 위험성을 획기적으로 줄인 가속기 구동 원자로(accelerator-driven nuclear reactor)에 대한 관심 또한 매우 크다. 양성자 가속기를 이용하여 양성자를 원자로 내부에 입사시켜 핵파쇄 반응으로 중성자를 생산하는 이 시스템은, 진공을 유지하여야 하는 가속기와 진공이 필요 없는 원자로가 서로 연결되어 있어서, 연결부에 양성자빔을 통과시키고 진공은 유지시키는 윈도우가 필요하다. 이 윈도우를 중심으로 가속기 구동 원자로에 필요한 진공 기술을 살펴본다.
금세기 중반에 원자력발전이 개발된 이래로 현재 400여기의 원전이 세계에서 가동되어 총 전력생산의 15% 정도를 담당하고 있다. 그러나 그 무한한 활용가능성에도 불구하고 현재 그 개발의 속도가 전 세계적으로 둔화되고는 있지만 차세기에 원전의 이용이 필요할 것임은 모든 전문가들이 인정하고 있고 특히 최근 지구환경오염에 대한 우려가 고조됨에 따라 원자력이용이 불원간에 급격히 증대될 전망이다. 본 고는 이러한 상황에서 개량형원자로와 신형원자로의 개발동향과 향후전망을 간략히 살펴보고 국민적 합의와 국제적인 기술수준에 기반을 둔 차세대 원전의 기술요건과 우리의 개발전략을 제시하고자 한다.
원자력 발전소의 건설 및 운전은 설계, 제작, 건설 및 운전등에 이르기까지 안전에 대한 고려가 치밀하게 이루어지고 있으며 그중에서도 원자력 부품의 제작, 설치시는 물론이고 원전의 건설후 사용전 및 사용중에 수시 또는 정기적으로 거의 모든 중요한 부품들에 대한 비파괴 검사는 필수적이며 제반 법규 및 규격도 원자력발전 설비에 대한 요건을 엄격하게 규정하고 있다. 국내에 운전중인 모든 원전에 대해서도 제반 법규 및 규격요건에 따른 제작/설치 검사와 가동전 및 가동중 검사를 첨단기술을 이용하여 엄격리 실시하여 발견될 주요결함은 수리조차하고 있으며 미세한 결함까지도 기록관리하며 가동중 검사에서 이들의 성장 뿐 아니라 새로운 결함의 생성들을 찾아냄으로써 원전의 안전성 확보와 가동율 향상이라는 소기의 목적을 위해 원전의 예방진단에 만전을 기하고 있다.
인류과학 문명의 발달은 전기문명의 발전없이는 생각할 수 없음은 자명한 사실이다. 그러나 화석 에너지의 고갈로 인한 전기 에너지의 생산의 타개책으로 인간의 지혜는 원자력발전이란 귀한 에너지원을 확보하게 되었음은 실로 다행한 일이며 인간역사가 계속 이어질 수 있는 바탕을 마련하였다고 볼 수 있다. 또한, 이 원자력 에너지는 화석 에너지의 결점인 환경오염으로부터 완전해방이 되었을 뿐만 아니라 경제성 측면에서 비교우위에 있음이 확실하다. 그러나 원전은 안전성을 담보로 하기 때문에 설비의 운영관리에 많은 제약이 뒤따르고 있다. 그러므로 원전은 그 관리능력이 인정될 수 있는 국가와 국민만이 화석 에너지가 갖지 못하는 혜택을 누릴 수 있는 것이다. 그래서 원전의 안전 규제 체제는 사업자에게만 그 책임을 지울 수 없으므로 국가적인 차원에서 안전관리의 목표와 정책을 수립하고 이것을 효과적으로 시행하기 위한 법적, 제도적 장치를 마련하고 있다.
원전의 환경방사선 영향평가(정상시/사고시)의 정확도 및 신뢰도를 제고하기 위해서는 보다 체계적이고 과학적으로 방사성 물질의 대기중 이동을 모사·예측할 수 있는 체제가 정립되어야 한다. 해안 지역에서 빈번히 발생하는 해륙풍이 대기확산에 미치는 영향을 규명하고, 대기확산모델의 바람장 자료로 이용되는 월성원전 주변지역의 해륙풍 데이터베이스를 구축하기 위한 일환으로 삼차원 상세 해륙풍 모델을 개발하였다. 봄철 약한 북풍의 지균풍이 부는 맑은 날에 대하여 해륙풍 모델을 수행시켜 월성원전 지역의 해륙풍 특성을 분석하고 해륙풍 모델결과와 관측결과를 비교하였다.
원전의 수명을 결정하기 위해서는 발전소 안전성과 성능을 보증하는 기술적 측면뿐만 아니라 경제적인 측면도 고려하여야 한다. 본 논문에선 원전수명관리 경제성 평가를 수행하는 WECON 프로그램을 소개하고, 이 프로그램을 이용하여 입력 변수의 민감도를 분석하였으며, 이 결과 나타난 상위 6개의 입력변수에 대해 사례 연구를 실시하였다. 이 6가지 변수에 대한 사례연구에서 원전 수명관리의 경제적 이득은 여러가지 경우에 따라 변화 하는 것으로 나타났으며, 기기비용이 연장운전 년수에 비례하여 증가한다고 가정한 경우 무한정 연장운전이 경제적이 아니라 Optimum 연장운전 point가 있는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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