Technology Brief - Technology Brief 04
원자력 안전 지킴이,
비파괴검사 기술
최근 일반 국민의 원자력 발전의 안전성에 대한 관심이 점점 높아지고 있다.
국내의 경우 최초 원전인 고리 1호기는 1978년 가동을 개시하여 30년이 넘어가는 등 운전 연한이 증가함에 따라 점차로 노후화되고 있으며 이로 인한 건전성의 상실은 원자력발전소의 안전에 심각한 영향을 미칠 수 있다.
원전은 가동을 시작하면서 주기적으로 수행하는 계획예방정비기간(overhaul period)을 제외하고는 장기간에 걸쳐 계속적으로 운전될 뿐 아니라, 발전설비 부품들은 운전 중 고온, 고압, 부식, 기계적 응력 및 진동 등의 열악한 조건에서 가동된다.
따라서 가동 중에 부품의 결함발생 혹은 조기 파손의 가능성이 매우 높다.
발전설비의 파손은 발전 중단에 의한 발전소 이용률 감소는 물론 재산 및 인명피해를 가져올 수도 있고, 특히 원자력발전소의 1차 계통 부품이 파손될 경우에는 방사선 오염물질의 누출로 인하여 매우 심각한 피해를 가져올 수도 있다.
현재까지 발전설비 건전성 평가를 위해서는 규정된 기술 기준에 따라 주어진 검사대상체에, 정해진 비파괴검사 방법을 적용하여 원전 설비 부품의 안전성을 검사하고 있다.
가동 중 검사의 일환으로 수행되는 원전 비파괴검사는 주로 원전의 설계/공급자가 정한 기술기준에 따라 수행되는데, 한국의 경우 미국기계학회(ASME) 코드에 표준화된 비파괴검사 규격을 따라 수행하고 있다.
최근에는 국내에서도 독자적인 기술기준이 확립되어 한국전력협회 코드가 제정되어 병행 사용되고 있으며, 향후 완벽한 국내 독자적인 기술 기준이 확립 될 경우 이를 적용할 예정이다.
그럼에도 불구하고 지난 20여 년간 발생한 원전 사고와 고장으로 인하여 원전 안전운전을 보장하기 위한 수단으로서의 비파괴검사기술이 신뢰성을 의심받게 되면서, 보다 강화된 비파괴검사기술 요건을 강제하고 있다.
특히 기존 비파괴검사 방법은 모의 시험편에 있는 상당히 큰 결함도 탐지하지 못하거나 정확한 결함 크기를 측정하는데 실패한 사례가 나타나는 등 특히 피로균열이나 부식균열의 탐지에는 민감도가 떨어진다는 결과에 따라 미국기계학회 코드에는 기량검증제도를 적용할 것을 강제하고 있다.
기량검증제도는 원전 비파괴검사기술의 3대 요소인 검사자, 검사장비, 적용검사기술절차서 등에 대해 실제 발생할 가능성이 있는 자연균열 시험편에 대해 사전에 기량을 검증함으로써 검사 신뢰도를 향상시키는 제도이다.
또한 원전의 전반적 안전성 제고를 위해 원전 배관계통에 대한 위해도 기반ㆍ가동중검사 방법을 적용할 예정이다.
이와 같이 비파괴검사기술은 파괴시험에 의한 재료특성 평가 기법에 비해 간편하고, 높은 측정 정밀도, 시험 결과의 신속성, 검사 비용의 절감 등 특징을 가지고 있음에도 불구하고 고도의 안전성이 요구되는 원전에 적용하기 위해서 법적으로도, 기술적으로도 원전의 안전성을 보장하기 위한 최신 기술을 적용한 최고가의 비파괴검사기술을 적용하고 있으며 끊임없는 연구개발로 신기술을 개발, 적용하고 있다.
정용무
한국원자력연구원 책임연구원