● 제목 : Analysis of wind field data surrounding nuclear power plants to improve the effectiveness of public protective measures

● 저자 : 최진식, 김재욱, 주한영, 이정연, 이채현, 문주현

● 원문 : NET Volume 55(10), pp. 3599-3616, 2023

배경
  • 원전 사고 시 인근 주민에 대한 피해를 최소화하기 위해서는 원전에서 방출되는 방사능운의 거동을 가능한 신속하고 정확하게 예측해야 합니다.
  • 방사능운 거동은 주로 바람에 의해 결정되기 때문에 사고 시 원전 주변의 풍향과 풍속을 파악하는 것이 매우 중요합니다. 그러나 사고 직후 매번 신뢰할 수 있는 바람 데이터를 획득하는 것이 어려울 수 있습니다.
  • 이러한 경우를 대비하여 최소한의 주민 보호조치를 취할 수 있도록, 본 연구에서는 원전 주변 지역에서 장기간 측정된 바람 데이터(풍향, 풍속)를 분석하여, 해당 지역의 바람장(Wind Field) 특성을 파악했습니다.
연구내용
  • 본 연구에 사용된 데이터는 국내 5개 원전 부지에 설치된 기상탑에서 2012년부터 2021년까지 10년간 1시간 간격으로 측정한 풍향 및 풍속 데이터입니다.
  • 바람 데이터를 그림 1의 알고리즘을 활용하여 연도별, 계절별, 시간대별(주·야간)로 데이터 프레임을 구축했습니다.
  • 각 원전으로부터 그 주변의 인구 밀집 지역 쪽으로 부는 바람의 빈도를 분석하기 위해, 연도별, 계절별, 시간대별로 구축한 데이터 프레임을 이용하여 바람 장미(Wind Rose)를 도출했습니다.
    • ○ 바람 장미는 특정 기간 측정 지점으로 불어오는 바람의 빈도를 확인할 수 있는 그래프입니다. 그림 2는 바람 장미의 예시입니다.
결론
  • 5개 원전 부지에 대한 연도별, 계절별 바람 장미를 분석한 결과, 원전으로부터 그 인근 인구 밀집 지역으로 바람이 불 가능성이 작다는 것을 확인했습니다.
  • 시간대(주·야간)를 구분해 분석해보면, 밤보다 낮에 원전으로부터 그 주변 인구 밀집 지역으로 부는 빈도가 상대적으로 높다는 것을 확인했습니다.
    • ○ 표 1은 원전으로부터 인구 밀집 지역으로 부는 바람 빈도를 시간대별로 분석한 결과입니다.
      표 1. 원전에서 인구 밀집 지역으로 부는 시간대별 바람의 비율 (단위: %)
  • 결론적으로 본 연구에서처럼 원전 주변에서 측정한 바람 데이터를 사전 분석해 놓으면, 원전 사고 시 바람 데이터를 즉시 확보하지 못하는 경우, 주민 보호조치 시행을 위한 최소한의 근거 자료로 활용할 수 있을 것입니다.