[발송배전기술사] 원자로 보호대책!

다음은 발송배전기술사 발전공학 문제 중 원자로의 보호대책에 대한 설명입니다.

개요, 원자로 안전성의 3가지 레벨, 원자로의 보호대책 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 원자로의 보호대책에 대하여 설명하시오. (제69회 2교시, 제74회 1교시, 제111회 3교시, 제115회 3교시, 제119회 2교시)

[답]

1. 개요

  1) 우리나라에서 가동중인 원자로는 경수로 및 중수로가 있으며,

  2) 원자로는 그 자체적으로 안전성을 갖고 있으며,

  2) 방사능이 외부환경에 영향을 미치지 못하도록 여러단계로 보호대책이 마련되어 있다.

 

2. 원자로 안전성의 3가지 레벨

  1) 제 1레벨

     · 이상사태 발생자체를 방지하려는 목적

  2) 제 2레벨

     · 이상사태 발생 시, 원전종사자 및 인근주민들의 안전을 확보하려는 목적

  3) 제 3레벨

     · 최악의 사고발생을 상정하고, 일반인들을 방사능으로부터 보호하려는 목적

 

3. 원자로의 보호대책

  1) 원자로 고유의 안전성

     (1) 보이드효과(Void Effect)

         · 핵분열반응이 증가하여 물의 온도가 상승하면, 밀도가 내려가서 중성자 감속이 나빠지므로, $ U^{235} $ 에 흡수되는

           중성자 비율감소 → 핵분열반응 감소 → 온도하강 

     (2) 도플러효과(Doppler Effect)

         · 핵분열반응이 증가하여 물의 온도가 상승하면, $U^{238}$ 이 중성자를 많이 흡수 → 핵분열반응 감소 → 온도하강 

  2) 다중 방호벽

    · 방사성 물질이 발전소 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 여러층의 방호벽

     (1) 제 1 방호벽(펠릿, 핵연료 피복관)

         · 연료(펠릿)를 지르코늄 합금의 금속 피복관에 넣고 밀봉

     (2) 제 2 방호벽(원자로 압력용기)

         · 두꺼운 강철로 만듦(20[cm] 이상)

     (3) 제 3 방호벽(차폐 콘크리트벽)

         · 두꺼운 콘크리트 벽 설치

     (4) 제 4 방호벽(원자로 격납용기)

         · 두꺼운 강철로 만듦

     (5) 제 5 방호벽(원자로 건물외벽)

         · 철근콘크리트구조(두께 120[cm] 이상)의 건물로서 외부와의 기압조정이나 여러겹으로된 Filter등에 의해

           방사능 물질의 외부 누출방지

  3) 긴급정지장치(Scrumming Device 및 Back Up System)

     (1) 원자로 내의 중성자를 감시하여 이상현상시 경보발생후 대응조치함

     (2) 조치지연시 자동으로 제어봉삽입되어 노내의 핵분열반응을 정지시킴

     (3) Back Up System : 붕소에 의한 중성자흡수

  4) 비상용 노심냉각장치(ECCS : Emergency Core Cooling System)

      · 냉각수누출의 비상사태 발생시, 대량의 물을 일시에 주입, 원자로를 완전히 잠수시켜, 냉각토록하는 장치

  5) 비상용 전원

     (1) 긴급시나 정전시에, 제어계, 긴급 냉각계, 보조 냉각계, 환기계 등 안전상 필수불가결한 계통에 전원공급

     (2) Gas Turbine 발전기가 주로 사용됨

  6) 내진설계

     (1) 원전부지는 지진에 대비하여 지반이 단단한 암반 위로 선정

     (2) IAEA 승인필요

  7) 주민들에 대한 안전대책

     (1) 0.8[km] 이내 접근금지

     (2) 1.5[km] 이내 거주금지

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 발전공학 문제로 나올 법한 원자로의 보호대책에 대하여 알아 보았습니다.