KR20170016588A - 원자력발전소에서 확률론적 안전성 평가 고장수목을 이용한 핵심구역 평가 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자력발전소에서 노심 손상 시 대응 시나리오를 도출하기 위한 핵심구역 평가 시스템에 관한 것으로, 방사성 물질의 누출 여부를 확인하는 방사성정보확인부, 원자력발전소 노심의 계통이 존재하는 구역을 사보타주의 행위 및 자연재해 중 적어도 하나에 의해, 방사성 물질이 외부로 누출될 수 있는 어느 하나 이상의 계통이 존재하는 주요구역과, 원자력발전소 정지를 초래하는 모든 비정상 사건인 초기 사건이 해결 가능할 수 있도록 방어해야만 하는 어느 하나 이상의 계통이 존재하는 위험구역으로 분류하는 구역분류부 및 주요구역에서의 사보타주의 행위 및 자연재해 중 적어도 하나를 고장수목을 통해 분석하는 주요구역분석부를 포함하며, 위험구역 중 악의적 행위로 인해 초기사건이 발생되어 해당 구역이 손상될 경우, 노심 손상이 야기되는 구역인 핵심구역을 평가하는 것을 특징으로 한다. 또한, 원자력발전소에서 핵심구역 평가 방법에 있어서, 원자력 시설 정보를 마련하는 단계, 원자력 시설 정보를 기초로 노심손상빈도를 계산하고, 계산된 노심손상빈도를 이용하여 방사성 물질의 재고량을 확인하여 방사선 노출 여부를 판단하는 단계, 방사선이 노출되었을 경우, 그 대응 시나리오가 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인지 여부를 판단하는 단계, 판단을 기초로 사보타주 고장수목으로 변환하는 단계, 사보타주 고장수목을 기초로 방사능 사보타주를 일으키기 위하여 반드시 접근하여야 하는 공격집합과 방사능 사보타주를 방지하기 위하여 보호해야만 하는 방어집합을 판단하는 단계 및 방어집합 중 우선 순위로 핵심구역을 선정하는 단계를 포함하며, 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 방법은 여기에 선정된 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 단계를 더 포함하는 것으로 달성된다.
Description
본 발명은 원자력발전소에서 확률론적안전성평가 고장수목을 이용한 핵심구역 평가 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 원자로발전소에 대한 테러 또는 사보타주에 인한 피해를 방지하기 위하여 다양한 방법으로 물리적 방호를 강화하고 있다. 이러한 기법 중 하나는 핵심구역을 선정하고 방호하는 확률론적 안전성 평가기법이다. 이를 활용하면 원자력 발전소의 정상 운전 중 필수 기기를 도출할 수 있고, 이 기기들을 해당 구역으로 전환시켜 핵심구역을 체계적으로 파악할 수 있으며, 테러 또는 사보타주 등 의도적인 악의적 행위 발생으로 일반 대중이 방사능에 노출되어 건강과 안전에 직접적 또는 간접적으로 영향을 미칠 수 있는 기기, 계통, 설비가 설치된 구역이 어디인지에 대하여 분석할 수 있게 된다.
종래에는 원자력발전소를 설계할 때 테러, 사보타주, 극한 재해 또는 폭발, 화재 등 인위적인 재해가 발생하여도 직간접적으로 회복할 수 없는 방사선 영향을 초래할 수 있는 핵심구역 설정을 핵물질의 양, 전문가의 의견 또는 수작업을 통해 도출되었기 때문에, 기기 고장으로 노심손상을 예방할 수 있는 핵심구역을 파악할 수가 없었다.
또한, 종래의 보안 대응 시나리오 평가 시스템은 사보타주에 의한 노심손상 시나리오를 정확하게 도출할 수 없으며, 설계 기준을 위협하는 초기사건과 직접 방사능 사보타주를 유발할 수 있는 논리모델이 제시되지 않은 한계가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 원자력발전소에서 확률론적안전성평가 고장수목을 이용한 핵심구역 평가시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 원자력발전소에서 노심 손상 시 대응 시나리오를 도출하기 위한 핵심구역 평가 시스템에 관한 것으로, 방사성 물질의 누출 여부를 확인하는 방사성정보확인부, 원자력발전소 노심의 계통이 존재하는 구역을 사보타주의 행위 및 자연재해 중 적어도 하나에 의해, 방사성 물질이 외부로 누출될 수 있는 어느 하나 이상의 계통이 존재하는 주요구역과, 원자력발전소 정지를 초래하는 모든 비정상 사건인 초기 사건이 해결 가능할 수 있도록 방어해야만 하는 어느 하나 이상의 계통이 존재하는 위험구역으로 분류하는 구역분류부 및 주요구역에서의 상기 사보타주의 행위 및 상기 자연재해 중 적어도 하나를 고장수목을 통해 분석하는 주요구역분석부를 포함하며, 위험구역 중 악의적 행위로 인해 초기사건이 발생되어 해당 구역이 손상될 경우, 노심 손상이 야기되는 구역인 핵심구역을 평가하는 것으로 달성된다.
주요구역분석부는, 초기사건이 단독 혹은 다른 악의적 행위와 결합하여 방사능 사보타주를 유발할 수 있는 시나리오에 대한 논리모델 알고리즘을 포함하는 프로세서를 포함할 수 있다.
프로세서는, 중대사고 발생 시 노심의 손상 여부를 분석하는 확률론적 안전성 평가 내부사건 모델 및 화재, 침수 및 폭발 중 적어도 하나에 따른 시설의 파손 가능성을 판단하는 외부사건 판단 모델을 포함할 수 있다.
확률론적 안전성 평가의 내부사건 모델에서 내부사건은 원자로냉각재상실사고, 발전소 소외전원상실사고, 2차측 대형배관 파단사고, 2차측 급수상실사고, 복수기진공상실사고 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
주요구역분석부는, 원자력발전소 노심의 계통이 존재하는 구역을 적대세력이 사보타주를 발생시키기 위하여 반드시 접근하여야 하는 공격 집합 구역으로 분류하는 타겟 분석 모듈 및 사보타주를 방지하기 위하여 보호해야만 하는 방어 지역으로 분류하는 방어 분석 모듈을 포함할 수 있다.
주요구역분석부는, 타겟 분석 모듈의 데이터를 이용하여 단일 구역에 대한 사보타주로 노심손상을 유발하는 구역과 두 구역 이상의 조합에 대한 사보타주로 노심손상을 유발하는 구역으로 분류하고, 분류 결과에 기초하여 핵심구역을 선정하는 구역 평가 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의원자력발전소에서 핵심구역 평가 방법에 있어서, 원자력 시설 정보를 마련하는 단계, 원자력 시설 정보를 기초로 노심손상빈도를 계산하고, 계산된 노심손상빈도를 이용하여 방사성 물질의 재고량을 확인하여 방사선 노출 여부를 판단하는 단계, 방사선이 노출되었을 경우, 그 대응 시나리오가 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인지 여부를 판단하는 단계, 판단을 기초로 사보타주 고장수목으로 변환하는 단계, 사보타주 고장수목을 기초로 방사능 사보타주를 일으키기 위하여 반드시 접근하여야 하는 공격집합과 방사능 사보타주를 방지하기 위하여 보호해야만 하는 방어집합을 판단하는 단계 및 방어집합 중 우선 순위로 핵심구역을 선정하는 단계를 포함하는 것으로 달성된다.
확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인 경우에는, 사보타주에 의한 내부사건 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 확보하는 단계, 확보된 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 화재, 침수 및 태풍 중 적어도 하나에 의한 외부사건 판단 모델과 통합하여 데이터베이스를 생성하는 단계, 생성된 데이터베이스를 통해 사보타주 고장 수목으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델이 아닌 경우에는, 사보타주 초기사건을 선정하는 단계, 선정된 초기사건의 사보타주 사고 경위를 분석하는 단계 및 사고 경위를 분석한 사보타주 사건의 고장 수목을 작성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 원자력발전소에서 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 방법에 있어서, 원자력 시설 정보를 마련하는 단계, 원자력 시설 정보를 기초로 노심손상빈도를 계산하고, 계산된 노심손상빈도를 이용하여 방사성 물질의 재고량을 확인하여 방사선 노출 여부를 판단하는 단계, 방사선이 노출되었을 경우, 그 대응 시나리오가 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인지 여부를 판단하는 단계, 판단을 기초로 사보타주 고장수목으로 변환하는 단계, 사보타주 고장수목을 기초로 방사능 사보타주를 일으키기 위하여 반드시 접근하여야 하는 공격집합과 방사능 사보타주를 방지하기 위하여 보호해야만 하는 방어집합을 판단하는 단계, 방어집합 중 우선 순위로 핵심구역을 선정하는 단계 및 선정된 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 단계를 포함하는 것으로 달성된다.
확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인 경우에는, 사보타주에 의한 내부사건 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 확보하는 단계, 확보된 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 화재, 침수 및 태풍 중 적어도 하나에 의한 외부사건 판단 모델과 통합하여 데이터베이스를 생성하는 단계, 생성된 데이터베이스를 통해 사보타주 고장 수목으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델이 아닌 경우에는, 사보타주 초기사건을 선정하는 단계, 선정된 초기사건의 사보타주 사고 경위를 분석하는 단계 및 사고 경위를 분석한 사보타주 사건의 고장 수목을 작성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 원자력발전소에서 확률론적 안전성 평가 고장수목을 이용한 핵심구역 평가 시스템 및 그 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자력 발전소의 핵심구역 평가 시스템을 도시한 것이다.
도 2논 본 발명의 일 실시예에 따른 논리모델 알고리즘을 고장수목을 통해 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵심구역 평가 프로세스를 도시한 것이다.
도 2논 본 발명의 일 실시예에 따른 논리모델 알고리즘을 고장수목을 통해 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵심구역 평가 프로세스를 도시한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 원자력 발전소의 핵심구역 평가 시스템을 도시한 것이다. 원자력 발전소의 핵심구역 평가 시스템은 방사성정보확인부(100), 구역분류부(200) 및 주요구역분석부(300)로 구성된다.
방사성정보확인부(100)는 방사성 물질의 누출 여부를 확인할 수 있는데, 방사성 물질의 재고량을 확인함으로써 그 누출 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예로, 방사성정보확인부(100)는 사보타주 시 원자로 노심이 손상(Core Damage) 되는지 여부 즉, 노심손상빈도 확률인 CDF(Core Damage Frequency)로 방사성 물질의 재고량을 파악할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 사보타주시 리스크의 CDF 수치가 1.0E-04/yr 기준으로 설정될 수 있다. CDF 수치가 1.0E-04/yr 이상일 경우 즉, 10,000년 마다 한번 이상으로 방사성 물질의 노출이 발생할 경우, 노심의 손상으로 기기가 손상되어 방사성 물질이 누출되는 것으로 판단하고, 1.0E-04/yr 미만이면, 노심이 손상되지 않고, 방사성 물질의 재고량이 유지되는 것으로 판단할 수 있다.
구역분류부(200)는 원자력발전소 노심의 계통이 존재하는 구역을, 사보타주의 행위 및 자연재해 중 적어도 하나에 의해 방사성 물질이 외부로 누출될 수 있는 어느 하나 이상의 계통이 존재하는 주요구역과, 원자력발전소 정지를 초래하는 모든 비정상 사건인 초기 사건이 해결 가능할 수 있도록 방어해야만 하는 어느 하나 이상의 계통이 존재하는 위험구역으로 분류한다. 위험구역은 원자력발전소 사고완화 계통의 대처 능력을 넘어서는 초기 사건이 발생되는 경우, 이를 완화시키는데 필요한 계통이 존재하는 구역이다.
여기서 초기사건이란, 원전에 과도현상을 유발하여 발전소 정지를 초래하는 모든 비정상 사건을 의미하는 것으로, 확률론적안전성평가(PSA)에서 사건 수목을 구성하는 데 기본이 되는 정보이다.
이하, 본 명세서에서는 위험구역 중 악의적 행위로 인하여 초기사건이 발생되어 해당 구역이 손상될 경우, 노심 손상이 야기되는 구역을 핵심구역이라 한다.
주요구역분석부(300)는 주요 구역에서의 방사성 물질이 누출될 수 있는 행위를 고장 수목으로 분석할 수 있다. 주요구역분석부(300)는 프로세서(310), 타겟분석모듈(320), 방어분석모듈(330) 및 구역평가모듈(340)로 이루어진다.
프로세서(310)는 중대사고 발생 시 노심의 손상 여부를 분석하는 확률론적 안전성 평가 내부사건 모델 및 화재 또는 침수에 따른 시설의 파손 가능성을 판단하는 외부사건 판단 모델을 포함한다.
본 발명의 일 실시예로 내부사건 모델의 내부사건의 종류에는, 초기사건인 원자로 냉각재 상실사고(LOCA: Loss of Coolant Accident), 발전소 소외전원상실사고(Loop: Loss of Offsit Power), 2차측 대형배관 파단사고(LSSB:Large Steam Supp;y Break), 2차측 급수상실사고(LOFW: Loss of Feed Water), 복수기진공상실사고(LOCV: Loss of Condenser Vaccum)일 수 있다.
외부사건 판단 모델은 화재, 침수 및 폭발 중 적어도 어느 하나에 의한 사보타주 발생 시 해당 격실 내 모든 기기를 이용할 수 없어 원자력발전소 노심손상이 발생 가능성이 계산된 정보가 저장된다. 이는 추후, 핵심구역 평가 시 사보타주 모델에서 화재, 침수 및 폭발 발생하여 격실 내 모든 기기를 이용 불가능한 것으로 가정하였을 때, 해당 격실이 상실하는 것으로 평가될 수 있다.
프로세서(310)는 초기사건이 단독 혹은 다른 악의적 행위와 결합하여 방사능 사보타주를 유발할 수 있는 시나리오에 대한 논리모델 알고리즘을 포함한다. 논리모델 알고리즘은 도 2를 통해 자세히 설명한다.
도 2는 논리모델 알고리즘을 고장수목으로 도시한 것이다. 원자로 냉각재 상실사고(LOCA: Loss of Coolant Accident), 발전소 소외전원상실사고(Loop: Loss of Offsit Power), 2차측 대형배관 파단사고(LSSB:Large Steam Supp;y Break), 2차측 급수상실사고(LOFW: Loss of Feed Water), 복수기진공상실(LOCV: Loss of Condenser Vaccum)는 악의적인 공격으로 노심손상을 일으킬 수 있는 초기사건을 나타낸다.
고장수목에서는 노심을 손상시키는 사고완화계통 및 보조계통의 기기가 모델링 되어 있으며, 사보타주에 의한 초기사건이 발생되어 기기 고장이 손상될 경우, 원자로 냉각 기능이 상실되어 노심 손상이 발생한다.
도 2을 살펴보면, 각 초기사건들은 계통 1 및 계통 2를 포함하는데, 이들은 각 초기사건에 대해서 두 계통이 모두 손상되었을 때만 노심손상이 나타날 수 있다. 즉, 계통 1 혹은 계통 2 어느 하나만 손상되었을 때에는 노심손상이 이루어지지 않는다.
또한 각 계통은 격실1 및 격실2를 포함하고 있는데, 각 격실은 기계, 펌프 및 밸브 등을 포함하고 있으며, 이 격실 또한 두 격실이 모두 손상되었을 때에만 각 계통이 손상되게 된다.
이렇게 각 초기사건 별로 계통 및 격실이 이루어지며, 각 초기 사건이 일어나더라도, 격실 및 계통에 의해 상호 조합에 의해 노심 손상의 여부가 결정될 수 있다.
또한, 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델의 고장수목에서, 기기 기본 사건을 구역(격실)으로 대체하여 외부에서 악의적 공격 또는 사보타주 시 해당 구역이 파손되었을 경우 기기 손상을 유발시키는 구역으로 변경한다.
타겟 분석 모듈(320)은 적대세력이 사보타주를 발생시키기 위하여 반드시 접근하여야 하는 공격 집합 구역을 분류한다.
사보타주 모델은 기본 사건으로 구성되어 있는 기기를 공간으로 구성하여 격실로 변경된 것으로, 사보타주 성공 시 노심손상을 유발시키는 최소단절집합 상태의 공격집합(Target Set)을 계산한다.
이 때, 구역으로 이루어진 각각의 최소단절집합은 적대세력이 공격을 수행할 경우 방사능 사보타주가 발생할 수 있는 구역의 최소 단절집합으로 공격집합(Target Set)을 분류한다.
방어 분석 모듈(330)은 방사능 사보타주를 방지하기 위하여 보호해야만 하는 방어지역을 분류한다. 방어 분석 모듈(330)은 방어 지역을 분류하기 위해 방어 집합 분석 과정을 수행할 수 있다.
방어 집합(Prevention Set)은 방사능 사보타주를 방지하기 위하여 보호해야만 하는 공간의 조합을 의미한다. 방어 집합은 각각의 공격집합(Target Set)에서 적어도 하나 이상의 구역을 포함한다. 만약 적대 세력이 방어집합의 어느 구역에서도 접근하지 못한다면, 사보타주 고장수목으로 표현된 사보타주 시나리오의 어느 것도 성공할 수 없게 된다.
각각의 방어 집합은 해당 격실을 방호할 경우, 방사능 사보타주를 막을 수 있는 최소한의 계통, 인적요소, 기기를 포함하고 있다. 아래의 표처럼 사보타주 시 각각의 방어집합 중 하나를 선정하여 완벽하게 방호하면 사보타주에 의한 방사능 방출이 불가능하다.
표 1은 본 발명의 실시예에 따른 방어분석 모듈에서 이러한 여러 조합의 코드를 계산한 것이다.
표 1을 살펴보면, 각 행과 열에 숫자와 영문대문자로 이루어진 코드가 표시되어 있는데, 이들은 사보타주에 의한 사고 시 최소한의 방어로 노심 손상이 발생하지 않는 각 계통 혹은 격실의 조합을 코드로 나타낸 것이다.
여기서, 표 1에서 열의 No. 1부터 No. 192는 격실의 개수의 조합을 나타내며, 행의 No. 1부터 No. 1,341은 조합의 경우의 수를 나타낸다. 또한, 각 행과 열을 조합한 코드를 살펴보면, 왼쪽에서부터 세 번째까지의 숫자는 평지에서 각 구역의 높이(피트 그라운드 레벨), 하이픈 (-) 다음의 첫 영 문대문자 중 A는 보조건물, C는 격납건물, T는 터빈빌딩, Y는 야드를 나타낸다. 다음 숫자 두 자리는 격실 번호, 마지막 영문 대문자는 격실 하나에서 나뉜 구역 A 내지 D 중 어느 하나를 나타낸다.
이 코드들은 약 12만 개가 생성되나, 이에 한정하는 것은 아니다.
구역 평가 모듈(340)은 타겟 분석 모듈의 데이터를 이용하여 단일 구역에 대한 사보타주로 노심 손상을 유발하는 구역과, 두 구역 조합에 대한 사보타주로 노심 손상을 유발하는 구역을 평가하여 보호할 핵심구역을 선정할 수 있다.
특히, 격납건물 또는 주제어실 같이 단일 구역에 대한 사보타주로 노심손상을 일으키는 구역을 Level 1 핵심구역으로 분류한다. 이것은 한 구역만 손상되어도 원자로 노심 손상이 발생한다. 원자력발전소 소외전원계통 및 비상디젤발전기 두 구역이 사보타주에 동시에 타격을 받아 상실될 경우, 노심손상을 유발하는 구역은 Level 2 핵심구역으로 분류한다. 즉, 2개 구역이 동시 손상되어야 노심 손상이 발생하는 것을 나타낸다.
각각의 공격 집합(Target Set)은, 최소 하나 이상으로 선정된 구역과, Level 1 핵심구역을 포함하는 각각의 방어 집합(Prevention Set) 중 선택된 방어 집합이 해당하는 구역을 핵심구역으로 선정한다.
아래 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 구역평가모듈(340)의 분석 결과를 나타낸다.
여기서 100-C01 은 방어모듈의 코드의 조합과 마찬가지로, 100피트 그라운드 레벨, 격납건물 C, 격실번호 01을 나타낸다. 같은 표기 방법으로, 050-A01C는 50피트 그라운드 레벨, 보조건물 A, 격실번호 01, C구역을 나타낸다.
APR1400 원전의 경우, 조합에 의한 공격 집합은 112,468개로 분석되었다. 표 2에 도시한 분석 결과를 살펴보면, 사보타주 시 단일 구역으로 격실이 손상되어 방사능 방출이 되는 구역은 2개, 2개 구역 조합으로 격실이 손상되어 방사능 방출이 되는 구역은 955개, 3개 구역 조합으로 격실이 손상되어 방사능 방출될 구역은 약 11만개로 분석되었다.
이하 도 3을 통해 원자력발전소에서 핵심구역 평가 방법 및 원자력발전소에서 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 핵심구역 평가 프로세스를 도시한 것이다.
우선, 원자력 시설 정보를 마련한다. 이러한 정보를 상기 설명했던 것과 같이 시설 정보 분석부를 통해 사보타주 시 원자로 노심이 손상되는 지 여부를 CDF 수치로 방사성 물질의 재고량을 파악한다. 본 발명의 실시예로 CDF 수치가 1.0E-04/yr 이상일 경우, 즉 10,000년 마다 한번 이상으로 원자로 노심이 용융되어 방사사성 물질이 노출이 발생할 경우에만 핵심구역을 판단한다.
이렇게 방사성 노출이 확인되면, 그 대응 시나리오가 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인지 여부를 판단하게 된다.
이때, 기존 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 보유여부에 따라 그 순서가 달라지게 된다.
보유하고 있던 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델일 경우, 먼저, (1단계) 그 내부사건 PSA 모델을 확보하고, (2단계) 그 PSA 모델 및 화재, 침수 및 태풍 등 외부사건에 의한 데이터베이스와 통합한다. (3단계) 그 이후, 통합된 데이터베이스는 사보타주 고장수목으로 변환하게 된다.
하지만, 보유하고 있던 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델이 아닐 경우, 새로운 내부사건 PSA 모델이므로, 먼저 (1단계) 사보타주 초기사건을 선정한다.(2단계) 이후, 사보타주의 사고 경위를 분석한다.(3단계) 마지막으로 이를 바탕으로 상기 방법으로 사보타주 사건 수목을 작성하게 된다.
이렇게 변환된 사보타주 고장수목은 격실 파손으로 구성되고, 공격 집합과 방어집합으로 분류하게 된다. 이어서, 방어 집합 중 우선 순위 결정을 통해, 원자력발전소에서 핵심구역 평가한다.
이어, 다음 단계에서 이 핵심구역을 물리적으로 방호하는 것을 보강한다.
본 발명의 원자력발전소에서 노심 손상 시 대응 시나리오를 도출하기 위한 핵심구역 평가 시스템은, 종래의 보안 대응 시나리오 평가 시스템과는 다르게 원자력 발전소의 노심 손상 시 대응할 수 있는 핵심구역을 미리 파악하고 이에 따라 작성된 논리 모델을 제시한다. 이를 통해 사보타주 등에 의해 노심이 손상되었을 경우, 빠르게 대응할 수 있는 장점이 있다.
즉, 원자력발전소 확률론적 안전성평가 고장수목을 사보타주 고장수목으로 변환하여, 방사능 사보타주를 유발할 수 있는 모든 악의적인 행위 및 그 조합의 도출을 통해 가장 효율적인 하나의 방어 집합만을 골라 핵심구역을 방호한다. 이에 따라 원자력발전소의 물리적 방호 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 핵심구역을 분석하여 적용함으로써, 원자력발전소의 방호 취약점을 사전에 파악하여 보강할 수 있고, 핵물질의 도난, 그 밖의 불법 행위에 대한 방호, 원자력발전소에 대한 보안상의 방해 및 파괴행위 등의 사보타주 방지와 함께, 사건 발생에 따른 영향을 최소화하고, 신속하게 대응할 수 있는 효과가 있다.
전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (12)
- 원자력발전소에서 노심 손상 시 대응 시나리오를 도출하기 위한 핵심구역 평가 시스템에 관한 것으로,
방사성 물질의 누출 여부를 확인하는 방사성정보확인부;
원자력발전소 노심의 계통이 존재하는 구역을, 사보타주의 행위 및 자연재해 중 적어도 하나에 의해 방사성 물질이 외부로 누출될 수 있는 어느 하나 이상의 계통이 존재하는 주요구역과, 원자력발전소 정지를 초래하는 모든 비정상 사건인 초기사건이 해결 가능할 수 있도록 방어해야만 하는 어느 하나 이상의 계통이 존재하는 위험구역으로 분류하는 구역분류부;
상기 주요구역에서의 상기 사보타주의 행위 및 상기 자연재해 중 적어도 하나를 고장수목을 통해 분석하는 주요구역분석부;
를 포함하며,
상기 위험구역 중 악의적 행위로 인해 상기 초기사건이 발생되어 해당 구역이 손상될 경우, 노심 손상이 야기되는 구역인 핵심구역을 분석하는 원자력 발전소의 핵심구역 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 주요구역분석부는,
상기 초기사건이 단독 혹은 다른 악의적 행위와 결합하여 방사능 사보타주를 유발할 수 있는 시나리오에 대한 논리모델 알고리즘을 포함하는 프로세서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 핵심구역 평가 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 프로세서는,
중대사고 발생 시 노심의 손상 여부를 분석하는 확률론적 안전성 평가 내부사건 모델; 및
화재, 침수 및 폭발 중 적어도 하나에 따른 시설의 파손 가능성을 판단하는 외부사건 판단 모델;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 핵심구역 평가 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 확률론적 안전성 평가의 내부사건 모델에서 상기 내부사건은,
원자로냉각재상실사고, 발전소 소외전원상실사고, 2차측 대형배관 파단사고, 2차측 급수상실사고, 복수기진공상실사고 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원자력발전소에서 핵심구역 평가 시스템. - 제1항에서,
상기 주요구역분석부는,
원자력발전소 노심의 계통이 존재하는 구역을,
적대세력이 사보타주를 발생시키기 위하여 반드시 접근하여야 하는 공격 집합 구역으로 분류하는 타겟 분석 모듈; 및
사보타주를 방지하기 위하여 보호 해야만 하는 방어 지역으로 분류하는 방어 분석 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 핵심구역 평가 시스템. - 제5항에서,
상기 주요구역분석부는,
상기 타겟 분석 모듈의 데이터를 이용하여 단일 구역에 대한 사보타주로 노심손상을 유발하는 구역과 두 구역 이상의 조합에 대한 사보타주로 노심손상을 유발하는 구역으로 분류하고, 상기 분류 결과에 기초하여 핵심구역을 선정하는 구역 평가 모듈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 핵심구역 평가 시스템. - 원자력발전소에서 핵심구역 평가 방법에 있어서,
원자력 시설 정보를 마련하는 단계;
상기 원자력 시설 정보를 기초로 노심손상빈도를 계산하고, 계산된 노심손상빈도를 이용하여 방사성 물질의 재고량을 확인하여 방사선 노출 여부를 판단하는 단계;
방사선이 노출되었을 경우, 그 대응 시나리오가 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인지 여부를 판단하는 단계;
상기 판단을 기초로 사보타주 고장수목으로 변환하는 단계;
상기 사보타주 고장수목을 기초로 방사능 사보타주를 일으키기 위하여 반드시 접근하여야 하는 공격집합과 방사능 사보타주를 방지하기 위하여 보호해야만 하는 방어집합을 판단하는 단계; 및
상기 방어집합 중 우선 순위로 핵심구역을 선정하는 단계;
를 포함하는 원자력발전소에서 핵심구역 평가 방법. - 제7항에 있어서,
상기 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인 경우에는
상기 사보타주에 의한 내부사건 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 확보하는 단계;
상기 확보된 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 화재, 침수 및 태풍 중 적어도 하나에 의한 외부사건 판단 모델과 통합하여 데이터베이스를 생성하는 단계; 및
생성된 상기 데이터베이스를 통해 사보타주 고장 수목으로 변환하는 단계;
를 포함하는 원자력발전소에서 핵심구역 평가 방법. - 제7항에 있어서,
상기 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델이 아닌 경우에는,
사보타주 초기사건을 선정하는 단계;
상기 선정된 초기사건의 사보타주 사고 경위를 분석하는 단계; 및
상기 사고 경위를 분석한 사보타주 사건의 고장 수목을 작성하는 단계;
를 포함하는 원자력발전소에서 핵심구역 평가 방법. - 원자력발전소에서 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 방법에 있어서,
제7항에 있어서,
상기 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인 경우에는
사보타주에 의한 상기 내부사건 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 확보하는 단계;
상기 확보된 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 화재, 침수 및 태풍 중 적어도 하나에 의한 외부사건 판단 모델과 통합하여 데이터베이스를 생성하는 단계; 및
생성된 상기 데이터베이스를 통해 사보타주 고장 수목으로 변환하는 단계;및
상기 선정된 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 단계;
를 포함하는 원자력발전소에서 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델인 경우에는
상기 사보타주에 의한 내부사건 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 확보하는 단계;
상기 확보된 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델을 화재, 침수 및 태풍 중 적어도 하나에 의한 외부사건 판단 모델과 통합하여 데이터베이스를 생성하는 단계; 및
생성된 상기 데이터베이스를 통해 사보타주 고장 수목으로 변환하는 단계;
를 포함하는 원자력발전소에서 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 확률론적안전성평가(PSA) 논리 모델이 아닌 경우에는,
사보타주 초기사건을 선정하는 단계;
상기 선정된 초기사건의 사보타주 사고 경위를 분석하는 단계; 및
상기 사고 경위를 분석한 사보타주 사건의 고장 수목을 작성하는 단계;
를 포함하는 원자력발전소에서 핵심구역을 물리적으로 방호하도록 보강하는 방법.
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