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TMI-2 사고에서의 파편층 냉각현상 고찰

전문가 제언: ○ 1979년 미국 Three Mile Island 2호기(TMI-2) 원자력발전소에서 원자로 심이 손상된 중대사고가 처음 발생하였다. 이 사고에서 약 19톤의 핵연료 파편 용융물(Debris)이 원자로 하반구로 이동 재배치되었다. 다행스럽게도 방사성 물질이 환경으로 누출되지 않고 용기의 건전성이 유지되었다. 이는 1986년에 발생된 구소련 체르노빌 중대사고에서 방사성 물질이 대기 중으로 방출된 대재앙과는 크게 다르다. 체르노빌사고는 최종 경계벽인 격납용기가 설치되지 않았기 때문이다.

○ 원자로 압력용기가 이러한 노심 용융물에도 불구하고 손상되지 않고 방사성 물질을 가두어 둔 것은 파편층과 용기 하반구 내벽 사이에 생성된 간극을 통한 냉각이 주요 메커니즘으로 알려졌으나, 원자로 중대사고 연구가 수십 년 경과된 현재, 용융물이 하반구 벽을 침투하지 못했던 이론적 배경이 입증되지 못하고 있다. 앞으로 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

○ 중대사고 시 발전소 주위의 인명과 재산 피해를 예방하기 위한 가장 필수적인 개념이 TMI-2나 체르노빌사고를 통해 알려진 바와 같이 격납 건물의 건전성을 확보하는 것이다. 특히 원자로 공동(Cavity)으로 배출되는 용융물이 바닥 면의 콘크리트와의 반응으로 증기가 대량 발생하여 격납용기 파손이 우려되기 때문에 이에 대한 국제적인 관련 연구 (MCCI; Molten Core Concrete Interaction)가 OECD/NEA 주도로 2002년부터 시작되었으며, 현재 참가국은 벨기에, 체코, 핀란드, 프랑스, 독일, 헝가리, 일본, 노르웨이, 스웨덴, 미국 및 한국 등이다.

○ 앞으로 이와 같은 고온 용융물을 냉각시키기 위한 국제 공동연구를 통해 만족스러운 결과가 도출되기를 기대하며, 중대사고 시 방사성 물질을 완벽하게 가두어 둘 수 있는 격납건물의 건전성이 확보되어야 원자력 발전에 대한 국민의 신뢰가 쌓일 것으로 본다.

저자: Muller, WC
자료유형: 학술정보