원자력 계측제어, 인간공학 및 자동원격 연구부회

원자력 계측제어, 인간공학 및 자동원격 연구부회는 원자력 발전소 설비를 감시하고 제어하는 기술을 개발한다. 감시 및 제어기술은 마치 신체를 제어하는 신경망과 뇌에 비유될 수 있다. 현장에 설치된 기기의 상태는 통신라인을 통해 주제어실로 취합되고, 운전원이나 자동제어기는 이 신호를 해석하여 적절한 제어신호를 해당 기기에 보낸다. 원자력 발전소는 기기의 고장이나 통신망의 고장을 대비하여 심층방어적으로 구축되어 있으며 원자력 발전소의 계측설비는 보호계통, 제어계통, 감시계통으로 보통 구분된다.

계측계통의 강인성, 신뢰성, 예측가능성 향상은 본 연구부회의 최고의 가치인데 이를 위해 다음과 같은 7개의 전문연구부회가 활동하고 있다.

운전 및 시뮬레이션 전문위원회

운전 및 시뮬레이션 전문위원회는 안전하고 효율적인 운전 기술과 실시간 운전모사를 위한 시뮬레이션 연구를 수행한다. 원자로의 노심, 배관의 열수력, 발전기의 전기, 제어기의 계측, 펌프의 기계, 중성자 계측기의 방사능 등 발전소의 모든 기기의 특성이 수식으로 모델링된다. 뿐만 아니라 운전원 조작이 발전소 거동으로 바로 나타날 수 있도록 실시간성이 중요하다. 최근에 모델링 기술의 발전으로 발전소와의 세세한 부분까지 동일한 쌍둥이 시뮬레이터 개발 요구가 비등하고 있다.

계측제어 전문위원회

계측제어 전문위원회는 계측, 제어, 보호 및 감시계통에 대한 설계를 연구한다. 강인성을 얻도록 다중의 센서, 다중의 통신라인, 다양한 처리기를 배치하며 고장에도 과도상태가 발생하지 않도록 제어논리를 구축한다. 또한 운전원 개입 없이 작동하는 보호계통의 설계도 중요한 역무이다. 최근에 디지털기술의 적용으로 안전성을 정확히 해석하기 위한 인허가 기술이 부각되고 있고, 인공지능을 감시시스템에 적용하려는 움직임이 있다.

인간기계연계 및 인간공학 전문위원회

인간기계연계 및 인간공학 전문위원회는 원전 최적 운전을 위한 제어실 표시기, 경보, 절차서에 대한 인간 및 기계 연계와 인간공학적 적합성을 연구한다. 모든 설비에는 조작시 인적실수가 유입될 가능성이 있으므로 혼란을 유발시키지 않도록 표시기를 배치한다. 이를 위해 새로운 기술의 특성을 이해하고 운전원의 인지, 행동 특성과 인간의 심미적 특성을 고려한다. 지식, 교육, 근무조건 등도 오류의 원인으로 작용하므로 최적의 관리조건을 찾는다.

신뢰도 및 검증 전문위원회

신뢰도 및 검증 전문위원회는 디지털기반 계측제어시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 신뢰도와 인적신뢰도를 연구한다. 제어논리는 특수한 언어로 작성되어 일반인이 파악하기 어려워 전문가의 검증이 필요하다. 시스템의 결함은 설계제작 결함과 유지보수 결함으로 구분될 수 있다. 소프트웨어는 설계제작 결함을 지니고 있는데 100% 검증이 어려운 분야로 인식되어 개발 방법에서도 절차와 품질이 강조된다. 하드웨어는 유지보수 결함까지 지니고 있는데 안정적으로 작동하기 위해서는 환경요건, 내진 요건 등을 만족해야 한다.

자동원격 및 로보틱스 전문위원회

자동원격 및 로보틱스 전문위원회는 작업자의 피폭저감, 작업시간 단축, 인적오류 저감 등을 위해 현장 작업을 대행 또는 보조할 수 있는 원격자동화와 로보틱스 기술을 연구한다. 원자력 발전소 내부는 배관으로 복잡하기 엉켜 로봇의 접근이 어렵고, 또한 방사능 피폭으로 로봇의 작동 및 내구성도 위협받는다. 뿐만 아니라 전원공급, 통신 등에서도 타 산업과 달라 특별한 자동원격 기술이 요구된다.

상태감시 및 보수 전문위원회

상태감시 및 보수 전문위원회는 원전 운영 및 정비 최적화를 위하여 발전소 운전 및 기기 상태를 감시하고 진단하는 분야와 의사결정 과정을 통합한 운전지원시스템을 연구한다. 모든 설비는 고유한 수명이 있으며 열악한 환경에서는 그 수명이 단축된다. 항상 설비가 건전성을 유지하도록 운전원이 점검하지만 접근이 어려운 장소나 설비도 많으므로 설비 자체적으로 자동 점검기능을 확보하는 것이 필요하다. 점검된 결과는 사람이 이해하기 쉽게 통합되어 실시간으로 고장정보를 제공한다. 최근에 인공지능을 탑재하여 사건사고를 진단하거나 노심수위를 계산하기도 한다.

원자력 사이버보안 전문위원회

원자력 사이버보안 전문위원회는 사이버공격에 의한 원자력시설의 사보타주와 핵물질 탈취를 방지하기 위한 예방, 탐지, 대응, 복구 기술을 연구한다. 원자력 발전소의 제어망은 발전소에만 한정된 폐쇄망으로 외부의 침입은 원천적으로 차단되어 있지만 개발 과정이나 유지보수 과정에서 악의적 코드가 유입될 수도 있다. 사이버 보안에서는 제어망의 취약점을 사전에 도출하고 침입시 적시에 차단할 수 있는 기술을 개발하며 확인된 바이러스의 백신 등을 공유한다.

본 연구회는 춘추계 원자력학술대회외에도 동하계 워크숍을 매년 개최하고 3년마다 국제학술회의 ISOFIC를 주관하는 등 산학연의 교류가 활발하다. 학생들도 적극적으로 논문을 발표하여 교육, 기술, 인적교류의 장으로 역할을 한다.