원자력연구원 핵주기폐기물처리연구부 이상훈 선임연구원이 방사성 폐기물 관리 분야 국제 학회인 ‘방사성 폐기물 관리 심포지엄’에서 우수 발표 및 논문상을 수상했다.

이상훈 박사는 ‘항공기 엔진의 충돌을 고려한 금속 겸용 용기의 해석 및 시험평가’ 논문으로 지난 24일부터 5일간 미국 애리조나주 피닉스에서 열린 방사성 폐기물 관리 심포지엄에서 미국기계학회(ASME)가 선정하는 우수 발표 및 논문상을 수상했다.

이 논문은 사용후핵연료 중간저장을 위한 금속 겸용 용기에 항공기가 직격 충돌하는 극한사고를 모의해 법규로 정해진 제작 안전 요건을 넘어서는 조건에서의 안전성을 해석적, 시험적 방법으로 평가한 것이다.

원자력연구원에 따르면 금속 겸용 용기는 우리나라가 원전에서 발생한 사용후핵연료의 중간저장을 실행할 경우 건식 중간저장 시스템의 주요 후보로 고려되고 있는 운반 및 저장 겸용 용기로, 다양한 사고와 상황 등에서 방사성 물질이 용기 밖으로 누출되지 않도록 하는 것이 설계 및 제작 기술의 관건이다.

제작 안전 요건이 법규에 명시돼 있지만 9‧11 테러 이후 선진국들은 원자력 주요 설비에 대해 대형 항공기 충돌에 대한 안전성 평가를 수행하고 있는 추세로, 좀더 보수적인 조건에서의 안전성 평가가 요구되고 있는 실정이다.

이 박사는 보잉 747기의 엔진이 금속 겸용 용기 취약부에 초당 150미터의 속도로 직격하는 사고 시나리오를 고려해 전산 시뮬레이션으로 결과를 도출했으며, 엔진을 모사한 충돌체를 자체 설계 제작해 시험을 수행했다.
용기 내부의 방사성 물질 유출 여부를 확인하기 위해 방사성 물질 대신 헬륨 가스를 채우고 충돌 시험 후 가스 누설량이 사전 해석을 통한 결과와 일치함을 확인했다. 또 센서를 설치해 측정한 변형률, 가속도 등의 물리량도 시뮬레이션 결과와 일치하는 것을 확인했다.

원자력연구원은 이번 논문은 3.6톤 무게의 저장용기 축소 시험모델에 무게 167kg의 발사체를 초당 150미터의 속도로 충돌시켜 안전성 평가를 진행해야 하는 등 시험 과정의 어려움 때문에 선진국에서 수행 사례가 드물어 주목을 받았다고 역설했다. 원자력연구원은 국방과학연구소와의 협업을 통해 이같은 시험이 가능했다고 밝혔다.