- 원자력연 개발한 원전 안전성 해석프로그램 CUPID, 미국에서 사용 -

- 냉각수 속 기포 움직임까지 3D로 시뮬레이션 가능 -

  □ 원자로 속 위험한 상황을 미리 시뮬레이션해보는 국산 프로그램이 미국에서도 사용된다.

  □ 한국원자력연구원(원장 하재주)은 원전 고정밀 다차원 열수력 해석 소프트웨어 ‘CUPID(Component Unstructured Program for Interfacial Dynamics)’에 대한 사용권 협약을 미국 일리노이대학(UIUC, University of Illinois Urbana Champaign)과 11월 8일 현지에서 체결했다고 11일 밝혔다.

    ㅇ CUPID는 원전 가동 시 냉각수의 움직임과 속도, 순환 형태를 3차원으로 정밀하게 예측하고, 사고 발생시 작동하는 안전 냉각계통의 성능을 사이버 공간에서 시뮬레이션하는 프로그램이다.

  □ 미국과 EU 등 원자력 선진국에서는 비용과 시간이 많이 소요되는 원전 안전성 검증 실험을 대체할 수 있는 원자로 안전성 평가 프로그램 개발에 박차를 가하고 있다.

    ㅇ 고온, 고압으로 가동되는 원자로의 안전과 직결되는 냉각 성능은 냉각수의 움직임과 열 전달력으로 좌우되는데, 원자력연구원도 이런 열수력 현상에 대한 예측 소프트웨어 연구를 계속해왔다.

    ㅇ 원자로 내 다양한 환경 조건을 고려하여 다차원적인 열수력 현상에 대한 면밀하고 정확한 예측 값을 얻어내기 위해서는 슈퍼컴퓨터의 계산 능력과 함께 적합한 계산방법 개발이 관건이다.

  □ 원자력연구원이 개발한 CUPID는 최신 전산유체역학 기술과 액체 속에서 기포가 함께 움직이는 현상을 파악할 수 있는 ‘2상 유동 물리 모델’을 안정적으로 결합했다.

    ㅇ 이를 통해 냉각수 뿐 아니라 냉각수 내 기포의 움직임까지 함께 파악할 수 있어, 원자로 안전성 평가에 직접 활용할 수 있다. 다양한 전산유체해석 방법을 선택하면서 다양한 환경 조건에 대해서도 빠르고 정확한 계산을 안정적으로 수행한다.

    ㅇ 또 CUPID를 구성하는 세부 프로그램이 모듈화되어 있어 새로운 물리 모델을 추가하거나 변경하기 쉽고 다른 프로그램과 연계하기도 쉽다.

    ㅇ 특히, 지난 8월 개발에 성공한 최신 버전의 CUPID는 3차원 안전 해석이 가능하다. 기존 원자로 안전해석 프로그램들이 전통적인 1차원 모델인데 반해, CUPID는 최신 전산유체역학 기술을 바탕으로 원자로를 3차원으로 모델링해 실제 원자로와 유사한 시뮬레이션을 실현할 수 있는 것이다. 원자력 안전해석 분야를 선도하는 일리노이대학 연구팀에서도 이 점에 특히 주목한 것으로 알려졌다.

<CUPID로 원자로 내부를 시뮬레이션한 모습> 

  □ CUPID 연구를 이끈 윤한영 책임연구원은 “이번 협약 체결은 우리 기술이 원자로 고정밀 열유체 해석 분야를 주도하고 있음을 보여주는 것”이라며, “추후 이를 기반으로 본격적인 해외 기술 수출까지 추진하겠다”고 포부를 밝혔다.

※ 붙임 : 관련 사진 2부. 끝.