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경수로의 중대사고에 관한 핵연료 연구의 현황과 과제

전문가 제언: ○ 일본원자력학회 핵연료부회는, 후쿠시마 제일원전의 폐지조치와 향후의 중대사고 대책에 관한 연구개발 등에 대한 기초데이터 제공을 목적으로 2012년 7월에 용융연료 하위워킹그룹을 설치하고, 중대사고에 관해 국내외에서 진행되고 있는 연구 중, 원자로 내외시험, 핵분열생성물 방출시험, 용융연료 거동에 관한 시험, 재료 간의 반응에 관한 시험 등, 핵연료에 관한 것에 대해 조사하고, 향후의 과제를 정리하였다. 여기서는 용융연료 하위워킹그룹의 활동성과를 소개하고 있다.

○ 외국에서 실시한 용융연료를 대상으로 한 중대사고 진전에 관한 연구는 다음과 같다. ① TMI-2 원전사고, ② 노내 종합시험, ③ 노외 가열시험, ④ 핵분열생성물의 방출에 관한 노외 가열시험, ⑤ 용융연료 거동시험, ⑥재료 간의 반응시험, 및 ⑦ 중대사고 해석코드 등이다.

○ 원자로 중대사고에 관한 현상에 대해서 향후에는, 연료, 구조재료, 냉각재로 된 다원계의 화학반응을 포함한 현상에 대해서 이해를 깊게 하기 위한 노내의 상태에 대해 다음과 같은 시험과 모델링 등이 요망된다. ① 용융전의 연료파손과 펠릿분산거동, 핵연료분열생성물(FP) 방출거동, ② 제어봉파손과 용융거동, ③ 스테인리스강, 지르코늄합금, 제어재, UO 등간의 반응진전, ④ 용융재료의 성층화 거동 및 FP 방출거동에 미치는 분위기와 용융연료 조성의 영향, 및 ⑤ 용융연료와 콘크리트 상호작용에서 용융연료 조성, 가스발생량, 반응속도, 냉각성, 분위기 등이다.

○ 한국에서는 미국 TMI-2 원전사고, 구소련 체르노빌원전 사고 그리고 일본 후쿠시마 제일원전 사고 등이 발생한 직후, 한국원자력연구원과 한국수력원자력 전력회사를 중심으로 이들 사고의 원인을 분석하고 거기서 얻은 교훈을 한국원전에 적용하여 많은 개선작업을 시행하였다. 현재 에너지 안전보장을 위해 원전건설이 활발히 진행되고 있는 동아시아지역, 특히 중국, 한국, 일본의 원전에 대한 안전성 확보가 대단히 중요한 과제가 되고 있고, 이에 대한 대처가 시급하다.

저자: Division of Nuclear Fuel, Molten Fuel Sub-Working Group
자료유형: 니즈학술정보