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원자력 안전 연구 개발

연구개발 > 연구분야 > 원자력 안전 연구 개발
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열수력 안전 연구

원자력 발전의 안전한 이용에 필수적인 안전성 확보 및 신형 원자력 시스템(제3.5세대 신형 경수로, 제4세대 원자로 등)의 개발을 위한 연구를 실험과 해석적 기법을 병행해 수행하고 있습니다. 복잡한 2상유동 현상의 이해도 증진, 특수 계측기법의 개발 및 적용, 주요 원자로 계통의 열수력 성능 및 비상냉각 안전성 향상 기여도 실증, 안전해석코드의 평가 및 검증을 위해 다양한 종류의 실험장치들을 운영하고 있습니다. 특히 실제 원자력 발전소의 다양한 열수력 현상을 재현할 수 있는 아틀라스(ATLAS) 실험장치를 성공적으로 운영함으로써 세계적인 연구기관으로 도약하고 있습니다. 또한 원자로계통의 전반적인 열수력 현상을 예측할 수 있는 최적 안전해석 전산코드(MARS)를 개발했으며, 기기 규모의 국소현상을 정밀하게 예측할 수 있는 기기 해석 전산코드(CUPID)와 통합하는 연구를 수행하고 있습니다. 원자로냉각재펌프(RCP) 성능검증시험기술 국산화를 위한 실규모 RCP 성능 시험 설비를 구축하였고, 신한울 1호기에 장착될 RCP 4대에 대한 성능검증시험을 완료하는 등 상용 원전 핵심 기술 개발을 추진하고 있습니다. 이처럼 다양한 전산 코드의 통합체계 확보를 바탕으로 원전 안전성을 좀 더 정밀하게 평가하고, 원자력 발전소의 경제성 향상에도 기여할 수 있을 것으로 기대합니다.

중대사고 연구

후쿠시마원전 사고와 같이 노심손상을 동반하는 중대사고가 발생하였을 경우 노심용융물의 냉각 가능성 확보, 격납건물 건전성 확보, 사고 방사선원항 저감을 통해 방사성물질 피해를 최소화하는 기술을 개발하는 연구를 수행하고 있습니다. 중대사고 진행 중 발생하는 핵심적인 현상을 규명하기 위한 실증 실험 수행과 중대사고 진행을 정확하게 예측할 수 있는 전산 프로그램 개발이 주요 연구 내용입니다. 실제 노심용융물을 이용한 증기폭발 실험 장치(TROI)와 노심용융물과 구조재 반응 실험장치(VESTA)는 국제적으로도 잘 알려져 있으며 최근에는 중대사고시 격납건물 조건을 모의할 수 있는 LIFE 실험동을 구축했습니다.

확률론적 안전성 평가(PSA) Probalistic Safety Assessment

한국원자력연구원은 원자력 발전소의 종합적인 안전성을 확률 등을 이용해 정량적으로 평가함으로써 원전의 설계와 운영 단계에서 안전성 확보 및 향상 방안을 제시하는 확률론적 안전성 평가(PSA) 연구를 수행하고 있습니다. 그동안 영광, 울진, 월성 등 국내 원전의 인허가 PSA와 SMART, SFR 등 신형원전 PSA를 수행했으며 이 과정을 통하여 PSA 수행을 위한 전산체계를 국산화해 이 분야 기술 자립을 이뤘습니다. 특히 세계 최고속 PSA 정량화 프로그램인 FTREX를 개발, 미국 전력연구(EPRI)를 통해 미국 원자력 산업계 등에 수출하고 있습니다. 아울러 최근 후쿠시마 원전사고의 교훈을 반영하여 초대형 지진, 쓰나미, 슈퍼 태풍 등 극한 재해 관련 리스크 연구, 다수호기에서 동시 발생하는 중대사고에 대한 리스크 평가 연구도 수행하고 있습니다.

원자력 환경 안전 연구

방사선 안전의 보증은 원자력 산업에 필수적입니다. 국민들은 환경방사선 안전에 대한 큰 우려를 하고 있습니다. 한국원자력연구원은 다음과 같은 분야에서 환경방사선 안전을 보장하기 위한 기술을 개발하여 방사선의 환경 및 생물에 미치는 영향을 최소화하기 위해 노력하고 있습니다. 대기와 해양에서 방사성핵종의 수송모델링 개발을 통한 방사선영향평가, 방사성물질의 생태학적 거동연구에 의한 생태계에 대한 방사선영향연구, 방사선환경방호를 위한 인체피폭의 최적화, 내 방사성관련 기능유전체학 및 방사선의 인체 영향 연구를 수행하고 있습니다.

환경시료 내 극미량 핵물질 정밀분석

한국원자력연구원은 초극미량(우라늄: 10-9g, 플루토늄: 10-12g 수준)의 핵물질 분석기술을 개발해 IAEA의 국제사찰업무를 지원하고, 국내 원자력 연구 및 산업활동에 대한 사찰 대응 능력을 갖추고 있습니다. 2012년에는 국제 사찰 시료 분석 네트워크인 IAEA-NWAL에 총량분석분야에 가입했으며 현재 각각의 핵물질 입자의 동위원소비 분석이 가능한 입자분석 기술을 개발 중으로 이 분야의 NWAL 가입도 추진하고 있습니다. 또한 사찰시료분석을 위한 청정시험시설(CLASS)도 건설해 극미량 핵물질에 대한 일괄 분석체계를 구축하고 있으며, 2015년부터는 국내외 사찰시료 분석을 수행할 예정입니다. 국내외 사찰시료 분석을 통해 우리나라 원자력 산업활동의 국제적 투명성을 제고시키고, 우리나라의 국제위상 제고에도 기여 할 것으로 기대됩니다.

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