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고온 가스냉각로 상부구조물 차폐

전문가 제언: ○ 현재 우리나라에서 진행 중인 혁신적 원자력 시스템 중의 하나인 고온 가스냉각 원자로는 PWR이 물을 냉각재로 사용하는데 반해 He가스를 사용하고 있어 차폐가 필요하며 가동조건이 고온이고 상부구조물에 다수의 제어봉이 들어있는 스탠드파이프가 압력용기 상부에 설치되어 있어 이를 통한 중성자 스트리밍 효과가 우려된다. 따라서 예상되는 방사선원으로 중성자, 감마선 등에 대한 방사선 방호 관점에서 적합한 차폐방법이 개발되어야 하고 이를 입증할 수 있는 기술이 필요하다.

○ 일본 JAEA는 1960년대부터 고온가스로 기술 확립 및 향상을 위해 HTTR을 건설하여 운영하고 있고 국제적으로 HTTR 장기실험 프로그램을 만들어 OECD/NEA 회원국 다수가 참여하고 있다. 중국은 전력생산용 실증로를 건설 중이며 HTR-10을 이용한 초고온 및 수소실증 연구를 추진 중에 있고 미국도 VHTR 개발 연구를 주도하며 NGNP 실증사업을 재착수 시도하고, 최근에는 한·미·일·EU 공동협력으로 350MWt 고온가스 실증로를 미국에 건설을 목표로 추진하고 있다.

○ 이 논문은 제 4세대 원자로인 VHTR 차폐설계 평가방법 확립을 위하여 현재 가동되는 HTTR를 이용하여 수행한 차폐성능 시험에 대하여 소개하고 있다. 특히 예상되는 방사선원으로 중성자, 감마선 등으로 원자로 가동 중 근접 통제지역에서 등가선량율을 측정하고 계산치와 비교하여 HTTR 상부구조물 내의 주요 방사선원 확인과 등가선량율을 평가 확인하고 계산치와 비교분석한 내용을 기술하고 있다. 또한 분석방법과 사용 장비 등에 대하여 소개하고 있어 고온공학로가 없는 우리에게는 많은 참고와 지침을 제공할 것으로 보인다.

○ 우리나라는 한국원자력연구원이 주도로 2006년부터 “초고온 가스로 핵심기술 개발” 과제를 착수한 이래로 상당한 성과를 이루고 있으나 VHTR에 대한 차폐평가 기술수준은 아직 체계가 잡혀있지 않은 실정이다. 그러나 원자력 시설에 대한 결정론적 및 확률논적 차폐 해석능력은 학계는 물론 연구계에서도 수준급 이상이어서 이 분야의 기술 개발이 순조롭게 진행될 것으로 기대된다.

저자: Shohei Ueta, Nariaki Sakaba, Kazuhiro Sawa
자료유형: 니즈학술정보