원자로 해체 위한 수중 절단 훈련용 시뮬레이터 국내 최초 개발

- 해체 앞둔 고리 1호기 원격해체시스템 가상화, 실제 해체 작업 환경 구현  -

□ 원전 해체에 필요한 원자로 내부구조물(RVI)의 수중 레이저 및 플라즈마 절단을 위한 작업자 훈련용 원격 가상 시뮬레이터가 국내 최초로 개발됐다.

□ 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연) 부산기계기술연구센터 레이저기술실용화연구실 서정 책임연구원 연구팀은 원전 원격해체시스템을 가상화하여 작업자가 실제 해체 작업 환경과 유사한 상황에서 수중 레이저･플라즈마 절단 모의 훈련과 장비 운전이 가능한 시뮬레이터를 개발했다.

<원전 해체를 위한 수중 레이저 플라즈마 절단 모의 훈련용 시뮬레이터>

□ 연구팀은 실제 영구 정지되어 해체를 앞둔 고리 1호기 내부구조물을 형상화하여 수중 절단 환경을 모사한 설비, 재질을 토대로 수중 레이저 및 플라즈마 절단 실험과 용융풀 거동 수치해석 결과를 토대로 DB를 구축했다. 

□ 또한 동역학 해석을 기반으로 수중 로봇에 대한 원격절단 시뮬레이션 알고리즘을 개발하고 방사선학적 요소를 가상화 했다. 그리고 절단 구조물의 형상, 방사능 등을 고려한 최적의 해체공정 시나리오를 구축하여 실제 수중절단이 수행되는 물리적인 환경을 구현했다. 

□ 기존의 국산 시뮬레이터는 원전해체 환경의 설계를 기반으로 원전해체 작업시 수중 절단 기기 작동에 대한 내용을 그래픽 위주로 구현하여, 실제 절단시 발생하는 물리적인 현상을 구현하는데 한계가 있었다.

□ 반면 이번에 기계연이 개발한 시뮬레이터는 수중 절단 로봇과 수중 레이저 및 플라즈마 절단시 발생하는 절단부 형상을 표현하고, 방사능학적 요소에 대한 가상화를 고려한 실제 발생 물리 현상을 구현한 시뮬레이터로 원전해체  작업자의 원격 훈련이 가능하도록 하였다. 

□ 기계연 서정 책임연구원은 “기계연 부산센터가 고리원자력발전소에 근접해 원전해체연구소와 밀접한 협력이 가능하여, 원전해체 모의훈련시설 구축에 기여할 것으로 기대한다”며, “세계 최고 원격해체시스템의 개발의 기초를 마련할 것”이라고 말했다.

□ 이번 연구는 과학기술정보통신부 산하 한국연구재단에서 지원한 ‘ICT 기반 원격해체 시스템 가상운전 기술개발’로 수행됐으며, 부산대학교, 한양대학교, 상명대학교, 한전KPS, 에이치케이, 율시스템이 참여했다.