판도라/중대사고 시나리오의 타당성

규모 6.1의 지진으로 배관이 막히고, 주배관이 파열되고, 누수가 생기고, LOCA가 발생하고 노심온도 상승의 중대사고 시나리오가 맞는지?

(답변) 지진으로 주배관이 파단될 때 가정할 수 있는 전형적인 중대사고 진행 경위임.

• 앞선 ‘지진과 원전 사고 가능성’에서 언급 했다시피 원자로냉각재계통의 주요 배관들과 사고완화를 위한 안전계통은 매우 높은 지진내력을 가지고 있어 지진으로 인한 LOCA 발생 가능성은 매우 희박함. 설사 LOCA가 발생한다고 가정하더라도 우리나라 모든 원전에는 LOCA에 대비한 안전주입 계통들이 이중으로 설치되어 있기 때문에 중대사고로 진행 되려면 LOCA 발생과 동시에 모든 안전계통이 지진으로 손상되어야 함.

일본 가시와자키 가리의 원전과 후쿠시마 원전의 지진발생 경험에서도 설계지진보다 매우 큰 지진이 발생하였지만 원자로냉각계통의 파손으로 인한 LOCA 발생이나 LOCA를 완화하기 위한 발전소 안전계통의 기계적 고장은 발생하지 않은 것으로 알려져 있음.

• 또한 현재 국내원전에서 후쿠시마 사고이후 각 발전소별로 취해지고 있는 후속조치 (수소제거 설비, 안전감압 설비, 비상전원계통 및 안전주입설비 등)도 발전소 중대사고 방지를 위한 역할을 수행할 것임.

Vent밸브를 열어서 수소가스를 배출하려고 하는데 밸브가 열리지 않아서 수동으로 Vent밸브를 열려다가 실패하는 것이 국내 원전 구조상 맞는지?

(답변) 국내 가압경수로 격납건물의 설계를 고려할 때 Vent밸브를 열 필요가 없음.

• 후쿠시마 원전 사고 당시 노심 손상이 진행되는 중 격납 건물이 작아서 수증기, 수소가 발생하자 격납 건물의 온도 압력이 급격히 상승되어서 압력을 제어하기 위해 Vent 밸브를 열고자 하는 시도를 했음. 그 상황을 그대로 적용한 것으로 판단됨.
• 설계 특성 상 후쿠시마 원전은 격납건물의 체적이 원자로 출력 대비 가압경수로 보다 아주 작아서 수소 및 수증기 방출이 되면 압력이 급격히 상승해서 Vent 밸브를 열 필요가 있으나, 국내 가압경수로의 경우 Vent 밸브를 열 필요가 없음.
• 가압경수로의 경우 격납건물의 체적이 충분히 커서, 최악의 중대사고와 더불어 운전원이 개입할 수 없는 상황을 가정하더라도 격납건물이 파손 압력까지 도달하려면 2-3일 걸리는 것으로 평가됨.

국내 설치된 원자로가 폭발하고 격납건물이 파괴될 수 있는지?

(답변) 우리나라 원전도 최악의 중대사고가 진행되면 원자로가 파손되고, 격납건물이 부분적으로 손상될 수 있음. 하지만 원자로가 폭발하거나 후쿠시마 원전에서와 같은 전체적인 격납건물의 폭발 파괴는 불가능함.

• 국내 가압 경수로의 경우, 설계 특성상 원자로가 정지되지 않아도 부 반응도에 의해 원자로 출력이 제어됨. 또한 중대사고로 인한 최대의 수소 발생량을 가정하여도 그 평균 농도가 격납건물에서 전체적인 수소 폭발이 일어날 수 있는 조건에 근본적으로 도달할 수 없음.
• 또한 격납건물은 중대사고로 아무리 압력이 증가하여도 대형 파손 이전에 누설(Leak)이 발생해 압력이 낮아짐. 따라서 중대사고로 인한 격납건물 폭발은 불가능함.
• 후쿠시마 원전사고는 원자로 건물 내 평균 수소 농도가 수소 폭발을 일으킬 수 있는 기준 이상이 되면서 원자로가 파손되고 원자로 건물이 수소 폭발로 파괴된 것임. 당시 파괴된 원자로 건물은 국내 원전의 격납건물 형태가 아닌 일반 건물임.
• 아울러 중대사고 연구 초기 시 원자로 내 증기폭발로 인하여 원자로 상부가 격납건물을 충격하는 시나리오(알파모드 시나리오)를 고려하였으나, 해당 시나리오는 발생 가능성이 너무 낮은 것으로 평가되어 이후 고려를 하지 않고 있음.

지진발생으로 인한 밸브에 균열이 발생하여 다량의 냉각수가 유출될 때 다중으로 설치된 안전장치의 미 작동으로 수소폭발이 일어날 가능성은 있는지?

(답변) 우리나라 원전은 다중 안전 시스템으로 수소폭발이 일어날 가능성이 없음.

• 지진감시계통(SMS)에서 관측된 지반가속도 크기에 따라 단계적 대응이 가능하도록 절차화되어 있음.

• 0.1g 이상: 원자로 수동정지 및 백색비상 발령,
• 0.18g 이상: 원자로 자동정지 및 청색비상 발령.

• (사고 시 노심 냉각 가능) 2차 계통을 통한 지속적인 자연 순환 냉각이 가능하고, 배관 파열 수준에 따라 저압 주입계와 고압 주입계로 상온의 냉수(보조 냉각재)를 투입하는 ECCS가 작동하므로 노심 냉각이 가능함.
• (사고 시 노심 정지 가능) 정지신호 발생 시 원자로 상부에 설치된 제어봉이 구동원없이 노심으로 자유낙하 가능함.
• (수소폭발 가능성 낮음) 전원이 불필요한 피동촉매형 수소제거설비(점화장치) 보유, 실시간 수소 농도 감시설비 설치.
• (격납건물 파괴 가능성 낮음) 격납건물 용적(77,000㎥)이 후쿠시마 사고 시(15,400㎥)보다 5배의 자유체적을 보유하고 있으며, 이에 따라 충분한 대응시간 확보가 가능함. 과도한 압력 상승 예방을 위한 격납건물배기필터계통을 추가 설치 중 (2020년 완료 예정).

국내 원전 내 사용후핵연료 임시저장조의 냉각수가 유출될 경우 폭발 가능성이 있는지?

(답변) 사용후핵연료 임시저장조는 냉각수가 유출되더라도 폭발될 가능성은 없음

• (저장조의 구조) 후쿠시마 원전 사고 시, 저장조가 지상보다 높은 곳에 위치해 저장조 하부와 지표면 사이에 공간이 존재했던 사례를 그대로 적용한 것으로 판단됨. 우리나라 원전의 경우, 암반 위에 콘크리트를 타설하고 그 위에 저장조를 짓기 때문에 저장조 하부에 공간이 없음.

• (냉각수 유출 시) 비상 냉각수(소방용수 등) 외부 주입유로가 추가로 설치되었으며, 별도 건물로 접근성이 용이함. 안전등급 온도측정 센서를 설치해 비상시에도 수조의 상태를 실시간으로 확인할 수 있음.
• (저장조 바닥 폭파 시나리오는 잘못됨) 사용후핵연료에서의 수소 발생은 노심에서 저장조로 최근 방출된 붕괴열이 높은 일부 핵연료에서만 발생할 가능성이 있는데 반해, 인위적 폭발은 모든 사용후핵연료를 파괴할 가능성이 높음. 이에 따른 방사성 물질 누출이 더 심각할 것으로 판단됨.

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• 영화 판도라의 기술적 오류