I 연구배경과 필요성
1989년 경수로핵연료의 상업 생산을 시작으로 우리나라는 국내 원전에서 사용하는 핵연료를 전량 국내에서 생산·공급하고 있으며, 현재 이를 위한 재변환 및 핵연료가공시설을 운영 중이다. 이러한 중량취급시설의 경우, 설비의 특성과 운영조건에 따라 공정별 핵물질 재고량의 변화가 발생할 수 있으므로 타 시설과 비교해 보다 정교한 핵물질계량관리체계가 요구되며, 이에 따른 국가계량관리검사체계의 수립이 필수적이다.
특히, IAEA에서는 안전조치협정 제32조에 명시한 ‘국가 핵물질 계량 및 통제 체계(SSAC)’를 통해 측정의 정확성과 정밀도의 평가, 측정 불확실성의 평가, 미측정 재고 및 분실 누적량의 평가를 위한 절차 등을 요구하고 있다. 또한, 원자력사업자의 기록이 타당한지 평가하고, 그 이행 여부를 검증하기 위해 물질수지평가, 그중에서도 특히 미계량핵물질(MUF) 평가가 요구된다. 이에 대한 기초연구로 본 연구에서는 IAEA를 포함한 해외의 물질수지평가에 활용한 통계학적기법을 조사하고 각 기법의 특성에 대한 비교분석을 수행하였다.
본 연구를 통해 일차적으로는 중량취급시설 내 미계량핵물질 평가를 위한 통계학적기법과 중량취급시설 내 계량관리 과정에서의 불확도 요인 및 평가방법을 도출할 수 있다. 또한, 그 결과를 토대로 국내 중량취급시설의 특성을 고려한 최적화된 물질수지평가 방법론을 개발할 계획이므로, 향후 해당 시설에 대한 국가 독립적인 핵물질 검증 체계를 구축하기 위한 기본자료로 활용하여 이로써 국제사회에서 우리나라의 국가 핵물질 계량 및 통제체제(SSAC)의 신뢰도를 제고하고자 한다.
II 연구범위
본 과제에서는 해외사례기반 중량취급시설 내 미계량핵물질(MUF) 평가를 위한 통계학적기법을 조사·분석함을 최종목표로 하였다. 이를 위해 다음의 연구를 수행하였다.
- 해외 중량취급시설 내 미계량핵물질(MUF) 평가 현황 조사
- 중량취급시설 내 잠재적인 핵물질 전용경로 조사
- 미계량핵물질(MUF) 평가를 위해 수행된 IAEA 및 국가 차원의 물질수지평가 연구개발 현황 조사
- 중량취급시설의 물질수지평가를 위한 안전조치 분야 및 타 분야에서의 통계적 방법론 분석
III 사업 목적 및 성과
본 과제에서 미래전략컨설팅은 한국이 추진하는 장기 개발 과제인 ‘방호 규제를 위한 원자력 안전-안보 연계 통합평가 기술’의 효율적인 품질 관리를 위해, 객관적이고 표준화된 검증체계 구축을 목표로, 세부과제별 공동특성과 개별 특성을 반영한 맞춤형 검증 지침과 해당 절차를 수립했고. 구체적으로 IEEE Standards, NRC Reg. Guides를 포함해 검증·확인 및 인정(Verification, Validation & Accreditation, VV&A)과 관련한 국내·외 선행연구 조사를 토대로 핵안보 분야 방법론 개발과제의 검증체계 및 지침을 개발했다.
참고자료
[국내·외 연구동향] 검증, 확인 및 인정(Verification, Validation & Accreditation (VV&A))
◾ 2000년대에 들어와 VV&A 관련 연구가 활발히 진행되고 있는바, 다음과 같이 크게 세 분야로 정리할 수 있음 .
① VV&A 필요성 연구: 2000년대 초반에 활발히 논의되었음.
- (DOD, 2001) 시뮬레이션에서 확인의 중요성을 언급하고 성공적인 시뮬레이션 연구를 위한 7단계의 방법론을 제시함.
- (Eliasson, 2002) 위험분석(risk analysis)을 사용해 검증과 확인(V&V)의 전체적인 수준을 결정하고, 그 활동이 집중되어야 할 분야를 결정해 V&V의 효율성을 증진함.
- (Pace, 2004) M&S의 잠재성을 저해하는 V&V 요소를 파악하고 더 나은 방법론의 필요성을 논의함.
- (Sargent, 2005) 시뮬레이션 모델에 관한 V&V 과정에 대한 논의를 통해 타당성을 결정하는 네 가지 접근방식과 다양한 확인기술에 대한 정의, 그리고 확인을 위한 과정을 제안함.
② VV&A 프로세스 연구: 2000년대 중반에 들어서며 VV&A 필요성보다는 현실적인 방법론과 프로세스를 소개하는 연구가 진행됨.
- (Kim, 2007) 시스템의 설계/개발/분석/획득 시 M&S의 적용은 시스템 공학 이론에 기반 한 표준화된 프로세스 내에서 이루어져야 한다는 모델링 시뮬레이션 공학(M&S 공학)이 정의됨. 이와 관련한 모델링 이론, 시뮬레이션 방법론 및 응용 등을 다루는 연구를 진행함.
- (Shin, 2007; Kim et.al., 2007) 국방 M&S에 대한 표준모델에 대한 연구를 수행함. 어뢰체계와 잠수함체계에 대한 표준모델 구조를 정립하고 개별 구성요소 모델링 방안을 개발하고 모델의 입/출력 자료 및 정보 흐름도를 도출함으로써, 상위 시뮬레이션인 교전급 모델에서 공통으로 사용될 수 있는 방안을 소개함.
- (NASA, 2008) M&S의 표준을 제시하는 문서를 발행해 NASA에서 진행되는 프로젝트들에 프로세스 절차 및 방법 등을 명시함. M&S의 개발 단계에서부터 운영 및 분석, 그리고 결과에 대한 프레젠테이션 단계까지 일련의 프로세스를 다룸.
- (Sung and Kim, 2012) 이산사건 모델의 객체 지향 규격을 계층적이고 규격화된 방법으로 지원하는 DEVS를 활용한 모델링 프로세스를 제안함.
③ VV&A 국방 분야 적용 연구: 현재 국방 분야에서 제안하는 VV&A의 방식과 절차는 시스템공학과 소프트웨어 분야에서 제시한 방식을 모방하고 있음.
- (DOD, 2007) 국방 관점에서의 VV&A 이슈화와 모델 및 시뮬레이션, 분산 시뮬레이션 및 그에 관련된 데이터에 대한 VV&A를 위한 정책, 임무할당 절차에 관해 소개함.
- (DOD, 2007) 국방부 RPG의 주요 개념에 초점을 맞추고 VV&A의 주요 아웃라인에 대해 설명하는 한편, 미사일통합시험시스템(Missile/Mid-surface to air missile Integrated Test System, MITS)에 대한 최초의 VV&A 적용사례를 소개함.
- (방위사업청, 2007) VV&A를 검증, 확인 및 인정이란 용어로 정립함. 국방분야에서의 VV&A 필요성과 그 발전방안을 연구함.
- (Kim et.al., 2010) 한국형 CMMS* 소개 및 그 완전성을 높이기 위한 방안으로 VV&A 과정의 중요성을 피력하는 한편, CMMS 개발 및 관리시스템의 신뢰성을 보장할 수 있는 VV&A 적용방안을 제안함.
- (Park, 2011) 국방 분야에 적합한 VV&A 절차의 필요성을 피력하고 M&S의 VV&A를 위한 새로운 검증 모형을 제시함.
- (Paik, 2011) 한국의 순수 기술로 기획·연구·개발된 국군의 최첨단 지대공 유도무기인 “천궁”의 개발 과정에서 사용된 VV&A 절차 및 국방부 직할부대와 기타 관련 기관들의 역할을 소개함 ← 국내 무기획득 시뮬레이션의 첫 번째 VV&A 적용 사례임
- (김정훈 외, 2013) 국방 M&S의 특징을 고려한 VV&A 개발의 방향을 제시하고 그 요구사항을 정의함
- (김석우 외, 2015) 국방 M&S의 신뢰도 확보를 위한 VV&A 적용방안을 제시함