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원자력발전소 안전체계, 보고 또 보고!

  • 2014.07.08.
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중요한 일을 앞두고 서너 개의 알람시계를 맞춰본 경험 있으신가요?

‘또 귀중품을 여러 겹 포장해 보관하거나, 가스밸브나 현관문을 수차례 확인 해본 경험, 누구나 한번쯤은 있을 겁니다.

이런 강박적인 행동의 원인은 불안감 때문이며, 그 이유는 불안의 대상이 그만큼 중요하기 때문인데요,

원자력발전소의 안전체계도 이와 비슷합니다.

원전의 심층방어는 무려 5단계로 나뉘고, 이와는 별도로 막고 또 막는 다중방호 시스템이 있습니다. 이밖에 원자력 시설은 다중, 다양, 독립성이라는 3가지 원칙 아래 설계됩니다.

오늘은 안전에 안전을 기하는 원자력발전소의 다중 안전체계에 대해 알아보겠습니다.

 

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심층방어란 원자력 시설의 고장이나 사고를 방지하고, 사고 발생 시 피해를 극소화하기 위한 여러 단계의 안전관련 조치를 뜻하는 말로 발전소 내의 기계적, 인간적 실수뿐 아니라, 후쿠시마와 같은 자연재해에 의한 외부의 위험도 방어해주는 안전체계입니다.

 

원전의 심층방어는 크게 5단계로 이루어져 있습니다.

먼저 심각한 사고 가능성을 최소화하는 예방 차원의 1단계문제 발생 시 조기에 탐지하고 신속히 대응하는 2단계, 사고발생 범위가 설계기준 이내로 국한되도록 하는 3단계중대사고 발생 시 피해가 원자력시설을 넘어서지 않도록 하는 4단계, 방사성물질의 대량 누출로 인한 피해를 극소화하는 5단계입니다.

 

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원자력발전소의 방어체계는 심층방어 이외에도 다중방호가 있습니다. 심층방어가 수직적인 방어체계라면, 다중방호는 수평적인 방어체계입니다.

다중방호란 방사성 물질이 외부로 누출되는 것을 막기 위해 이용시설의 방어막을 겹겹으로 마련하는 것입니다.

다중방호 체계는 원자력발전소뿐 아니라 방사성폐기물 처분시설과 연구용 원자로시설, 핵연료주기시설 등 원자력을 이용하는 시설에 두루 적용되고 있습니다.

예를 들면 중저준위 방사성폐기물 처분시설은 다음과 같은 4단계의 다중방호 체계를 갖고 있습니다.

방사성폐기물을 압축한 뒤 밀폐 보관하는 1차 방벽, 특수 설계된 처분용기에 폐기물을 견고하게 포장한 뒤 밀봉하는 2차 방벽, 처분용기가 꽉 차면 입구를 봉쇄하는 3차 콘크리트 방벽, 자연암반으로 안전성을 확보하는 4차 방벽입니다.

 

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원자력시설에는 다중성, 다양성, 독립성의 3가지 설계 원칙이 적용됩니다.

먼저 다중성이란 중요한 안전기능을 가진 설비를 무조건 2개 이상 중복 설치하는 것을 말합니다.

한 설비가 제대로 작동하지 못하면 같은 기능의 다른 설비를 가동해 피해를 최소화하고 안전성을 유지하기 위해서입니다.

모두 복수로 설치되어 있는 원자력발전소의 펌프, 밸브, 전원이 다중성 설계의 대표적인 예입니다.

다양성이란 중요 설비들의 작동원리를 다양하게 구성하는 것을 의미합니다.

그렇게 해야 한 가지 원인에 의해 모든 설비의 가동이 중단되는 사태가 발생하지 않도록 할 수 있기 때문입니다.

독립성이란 중요한 설비를 한 곳에 집중하지 않고 분산하여 배치하는 것을 말합니다.

매 호기마다 분산 설치되는 비상 디젤발전기나 수소 제거설비 등이 그 예입니다.

 

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사용후핵연료는 원자로에서 사용되고 난 핵연료를 말합니다.

원자로에 저장된 핵연료는 일정 기간이 지나면 교체해야 하는데, 경수로형 원자력발전소는 18개월 마다 핵연료의 1/3씩을 교체하고 있습니다.

사용후핵연료는 습식 또는 건식처리를 거쳐 열과 방사능을 제거하게 됩니다.

원자로에서 바로 꺼낸 핵연료는 핵분열생성물 등 방사성 물질이 많이 남아 있는데다, 열기가 매우 뜨겁기 때문입니다.

습식저장은 밀폐된 통로를 통해 수영장 같은 10미터 깊이의 큰 수조에 옮겨 최소 5~7년간 보관하며 열을 식히고 방사능을 제거합니다.

이 수조는 국제원자력기구의 감시 아래, 원자력안전위원회의 안전검사로 관리되고 있습니다.

건식저장은 물을 사용하지 않는 저장방식으로, 월성발전소가 대표적입니다.

월성발전소는 사용후핵연료를 ‘캐니스터’라 불리는 콘크리트 특수용기와 ‘맥스터’라 불리는 조밀 건식저장시설에 보관하며 열과 방사능을 제거합니다.

 

중요한 일을 앞두고 여러 개의 알람시계를 맞추듯, 원자력발전소의 장치들도 여러 개의 안전장치들을 마련해두고 항상 ‘만일’에 ‘만일’을 대비하고 있는데요, 심층과 다중, 다양과 독립으로 철저하게 수립된 안전체계는 아무리 강조해도 결코 지나침이 없겠죠?

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