연구용 원자로 하나로
하나로(HANARO)는?
하나로(HANARO)은 우라늄의 핵분열 연쇄반응에서 생성된 중성자를 이용해서 다양한 연구개발을 수행하는 열출력 30메가 와트(MW) 규모의 연구용 원자로로, 한국원자력연구원이 우리 기술로 설계·건설해서 1995년부터 운영하고 있습니다.
- 하나로 설계 특성
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- 원자로 형태 개방수조형 (Open-Tank-in-Pool)
- 열출력 30메가와트(MW)
- 최대 열중성자속 5×1014 n/㎠/sec
- 핵연료 봉형 집합체, 저농축 우라늄 실리사이드, 알루미늄 피복관
- 냉각재/반사체 경수(H2O), 중수(D2O)
- 제어봉/정지봉 하프늄(Hf)
- 노심 냉각방식 상향 강제순환
- 주요 이용 분야
- 중성자 이용 기초과학 연구
- 의료용 및 산업용 방사성 동위원소 개발
- 핵연료 및 원자로 재료 개발
- 대전력 반도체 생산을 위한 중성자 핵변환 도핑 서비스
- 방사화 분석 이용 극미량 재료 성분 분석
- 하나로의 안전성
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하나로는 출력을 단순 비교할 경우 원자력 발전소의 약 100분의 1에 해당하는 소형 원자로이며, 원자력 발전소가 높은 온도와 기압(약 340℃-150기압)에서 운전하는 것과 달리 상온(45℃)- 대기압(1기압)에서 운전하므로 더욱 안전합니다.
또한 하나로는 원자로 본체가 318톤의 물로 채워진 수조의 약 12미터 아래 잠겨있는 상태로, 전원이 끊겨도 수조수의 자연대류만으로 원자로에서 발생하는 열을 안전하게 냉각할 수 있습니다.
만약의 상황을 대비한 100톤의 비상 냉각수를 전기가 완전 차단된 상태에서도 주입할 수 있으며, 원자로 윗부분이 열려 있는 개방수조형이어서 비상 시 추가로 냉각수를 공급할 수 있습니다.
- 열출력 30메가와트로 원자력 발전소의 1% 규모로, 원자로에 핵연료(방사성 물질) 양이 적음
- 원자로의 출력이 비정상적으로 상승하는 폭주 현상이 근본적으로 불가능함
- 운전 중 냉각수 온도 45℃, 압력은 대기압(1기압)으로 사고 시 냉각수가 끓어올라 건물 밖으로 방출되는 현상이 발생하지 않음
- 전력이 차단되더라도 냉각수의 자연대류만으로 원자로의 열을 충분히 식힐 수 있음
- 하나로 냉각탑 열 배출
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우라늄의 핵분열에서 발생하는 열을 이용해서 전기를 생산하는 원자력 발전소와 달리, 하나로는 핵분열에서 발생되는 열을 모두 버리고 중성자만을 이용해서 각종 연구개발과 실험, 동위원소 및 반도체 생산 등을 수행합니다.
원자로에서 발생한 열은 1차 냉각수와 2차 냉각수의 열교환 과정을 거쳐 하나로 건물 외부 냉각탑을 통해 안전하게 배출되며, 이 과정에서 다량의 수증기가 발생하지만 자연 수준을 초과하는 방사성 물질이 포함돼 있지 않은 순수한 수증기입니다. 2차 냉각수는 6개월 단위로 방사성 물질 함유랑을 정밀 분석해서 안전성을 재확인하고 있습니다.
- 하나로 원자로 건물
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하나로가 설치된 원자로 건물은 건물 내부압력이 외부압력보다 낮게 유지되는 준격납 건물로 설계돼 방사성 물질이 외부로 방출되는 것을 차단합니다.
또한 하나로 원자로는 지진에도 안전하게 견딜 수 있게 설계·건설됐으며, 원자로 건물 외벽의 내진 성능 보강을 성공적으로 완료해 더욱 안전하게 운영되고 있습니다.
- 하나로 안전 운전
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하나로는 원자로 조종 국가면허를 소지한 숙련된 운전요원들이 24시간 원자로와 안전계통, 안전설비 들을 안전하게 운영하고 있으며, 예기치 못한 방사성 물질의 누출 유무를 확인하기 위해 시설 및 부지 주변에 24시간 방사선 감시 시스템을 설치·운영하고 있습니다.
하나로는 4주 운전-2주 정지를 원칙으로 연간 약 200일 운전하고 있으며, 매년 여름 6주 가량 운전을 정지하고 정기 점검을 실시합니다. 하나로의 운전 계획은 분기별로 원자력안전위원회에 보고됩니다.
- 하나로 성능 지표
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하나로 안전성능지표(SPI: Safety Performance Indicator)는 하나로 및 부대시설의 안전운영, 방사선안전 및 이용안전 상태를 확인하기 위한 자료로써 관련 지표의 평가를 통해 시설의 개략적인 안전성을 파악하고 그 추이를 분석할 수 있습니다.
하나로에서는 안전하고 효율적인 시설운영을 도모하고자 자체적으로 SPI 분석을 위한 지표를 개발하여 2011년부터 평가 및 관리하고 있습니다.
- 시설 운영 책임자
- 하나로운영부 신진원 책임연구원(042-868-8766)