원전격납용기 특성 및 구조

원전 격납용기 특성 및 구조 원자로 격납건물은 원자력 발전소의 안전과 관련되는 내부설비를 보호하는 구조물로써, 내부에서 어떠한 사고가 발생하더라도 방사성 물질이 외부로 나가지 못하게 차단하는 기능을 갖고 있습니다. 한국형 표준원전의 경우에는 높이, 직경, 벽체두께가 각각 67.5m, 46m, 1.22m인 프리스트레스 철근콘크리트 구조물로 내부에 6mm 두께의 강철판을 부착하여 기밀성을 보장하고 있습니다.

원자력 발전소’하면 떠오르는 둥근   돔   형태의 외벽이 바로 원자로 건물   이지   요. 원자로건물은 다른 말로 ‘격납건물’   이라고도 합니다.
‘격납’이란 ‘막다, 가두다[格]’, ‘넣어      둠[納]’이란 뜻이에요. 
즉 ‘충격으로부터 보호해 주고, 외부로의 누출은 막아 준다’는 뜻이지요. 원자로건물 내벽에는 강철판으로 된 격납용기가 들어 있습니다.
우리나라 원자력 발전소의 경우, 중대 사고를 대비하여 다중의 방호체계를 갖추고 있어요. 이 중에서 격납건물은 최종 방호벽에 해당합니다. 격납건물은 안전에 매우 중요한 시설로, 내부의 압력이나 온도가 급격히 올라갈 때, 외부에서 심한 충격을 받았을 때에도 쉽게 파손되지 않아야 합니다. 따라서 건설허가 심사 때 두께와 강도, 재료 등을 정밀히 검토하게 됩니다.
원자로 격납 건물은 만일의 사고 때 원자로 내부의 방사성물질이 외부로 유출되지 못하도록 막는 역할을 한다. 국내 원전의 원자로 격납 건물 벽은 1m20㎝ 두께의 철근 콘크리트로 만들어져 방사성물질이 외부로 누출되는 것을 안전하게 차단한다. 얼마나 견고할까.

만약 원자력발전소 격납건물(돔)에 비행기가 충돌한다면 어떻게 될까? 우선 원자로가 위치하고 있는 격납건물까지 비행기가 접근하는 것부터 쉽지 않을 것이다. 원자력발전소 상공은 반경 3.2㎞가 비행제한 구역인데다 격납건물이 원전의 중앙부에 위치해있고 높이도 60~70m로 상대적으로 낮기 때문이다.

그럼에도 불구하고 격납건물에 비행기가 직접 충돌하는 상황이 발생한다면? 

이러한 궁금증으로 1988년 미국 샌디아 국립연구소에서 실시한 실험이 있었다. 이 연구소는 원자로건물과 유사한 콘크리트 벽을 세우고, 무게 27톤의 팬텀 전투기를 시속 800㎞의 속도로 벽에 충돌시키는 실험을 했다. 그 결과 팬텀기는 먼지처럼 산산조각이 났지만 콘크리트 벽은 5㎝ 정도 깊이로 파손되는데 그쳤다.당시 섬찟한 충돌실험 영상도 보여준다.

또한 아래 그림에서와 같이 원자로 격납건물은 어떤 경우에도 방사성 물질은 철저히 원자로 격납 용기 내에 밀폐되도록 다중의 방호벽으로 만들어져 있습니다.

∎제1방벽은 원전연료 펠렛으로서 그 안에 핵연료를 내장하여 방사선의 누출을 막아     줍니다. ∎제2방벽은 연료 피복관 입니다.두께 0.6㎜의 지르코늄 합금으로 이뤄진 피복재는     기체 핵분열생성물까지도 피복재 내에 가둬두는 역할을 한다
∎제원자로 용기입니다. 핵연료 다발과 원자로 냉각재를 그 안에 담고 있으며 두께     가 20cm 이상의 강철로 된 용기입니다. ∎제4방벽은 원자로 건물 내부 철판입니다. 원자로와 원자로 냉각재, 안전계통 및      그 보조계통들이 모여 있는 공간 전체를 감싸는 두꺼운 강철 구조물로서 일반적으     로 돔 형식으로 되어 있습니다.
∎제5방벽은 콘크리트로 된 원자로건물입니다. 내부 철판의 바깥쪽을 에워싼          120cm의 두꺼운 철근 콘크리트 건물입니다. 
 내부 철판과 마찬가지로 돔 형태이며 격납 건물 또는 원자로 건물이라고 부르는데    어떤 경우에도 방사성 물질은 이 건물 안에 갇히어 밖으로 나오지 못하도록 설계되    어 있습니다. 

       원자력 발전소 원자로 건물 구조

원자력발전소는 지진에 대비하여 주변에 활성단층이 없는 곳에 부지를 선정하고 있으며, 충분한 여유도를 갖는 내진설계를 하고 있기 때문에 규모 6.5 지진에도 안전합니다. 

또한 원전 운영 중에는 지진감시설비를 설치하여 지진이 일어났을 때 발전소를 안전하게 정지시키고 비상조치를 취하도록 되어 있습니다.