Laser cutting has been recognized as one of key techniques in dismantling nuclear power plants as it has several advantages such as a remote operation and a reduced secondary waste. However, it generates a significant amount of aerosols that can pose a health risk to workers and further induce environmental pollution during the cutting operation. Thus, understanding the aerosol characteristics generated by the laser cutting is crucial for implementing an effective cutting operation and reducing the exposure to these hazardous particles. In this work, we established a methodology to collect the aerosols and investigate their properties in the laser cutting operation. We built an integrated laser cutting system for aerosol analyses, consisting of a high-power laser cutting module, a metal sample holder, an aerosol collector, and a closed chamber. We expect that this system will offer an opportunity for in-depth understanding of the aerosol properties, by connecting it with desired type of aerosol analysis platforms, and further safe dismantling operation of the nuclear power plants.

Since nuclear power plant (NPP) dismantling carries the possibility of radiation exposure from a hazardous environment, it’s important to minimize that by using a remote manipulator et al. However, due to complexity of nuclear facilities, it’s necessary for operators to increase their proficiency by operating in advance in a virtual environment. In this research, we propose a virtual manipulator system using a haptic device for NPP’s reactor vessel internals (RVI) dismantling which can realistically manipulate.

The remote dismantling system proposed in this paper is a system that performs the actual dismantling process using the process and program predefined in the digital manufacturing system. The key to the successful applying this remote dismantling system is how to overcome the problem of the difference between the digital mockup and the actual dismantling site. In the case of nuclear facility decommissioning, compensation between the virtual world and the real world is difficult due to harsh environments such as unsophisticated dismantling sites, radiation, and underwater, while offline programming can be proposed as a solution for other industries due to its sophisticated and controllable environment. In this paper, the problem caused by the difference in the digital mockup is overcome through three steps of acquisition of 3D point cloud in radiation and underwater environment, refraction correction, and 3D registration. The 3D point cloud is acquired with a 3D scanner originally developed in our laboratory to achieve 1 kGy of radiation resistance and water resistance. Refraction correction processes the 3D point cloud acquired underwater so that the processed 3D point cloud represents the actual position of the scanned object. 3D registration creates a transformation matrix that can transform a digital mockup of the virtual world into the actual location of a scanned object at the dismantling site. The proposed remote dismantling system is verified through various cutting experiments. In the experiments, the cutting test object has a shape similar to the reactor upper internals and is made of the same material as the reactor upper internals. The 105 successful experiments demonstrate that the proposed remote dismantling system successfully solved the key problem presented in this paper.

도시·군계획시설은 기반시설 중 도시·군관리계획으로 결정된 시설을 의미하며, 도로·공원·철도·항만 등이 포함된다. 도시· 군계획시설 중에 10년 이상 집행되지 않은 시설을 장기미집행 도시·군계획시설이라고 한다(국토의계획및이용에관한법률 시행령). 지난 1999년 10월 21일 헌법재판소는 장기미집행 도시·군계획시설 결정으로 인한 사유재산 침해로 헌법 불합치 판결을 내렸으며, 이에 따라 환경부에서는 20년 이상 된 미집행 도시계획시설의 시설 결정이 자동 실효되는 일몰제를 도입하여 2020년에 시행이 확정되었다. 도시공원은 도시계획시설에도 속하고 도시민의 생활, 건강, 복지와도 밀접한 관계가 되며 도시생태계를 유지하는 공간으로도 중요한 역할을 수행한다. 그러나 20년 이상 된 미집행 도시계획시설의 시설 결정이 자동 실효되는 일몰제 시행이 2년 앞으로 다가옴에 따라 이후 난개발이 증가할 것으로 예상된다. 특히 서울시는 자연 지역이 절대적으로 부족한 대도시로서 장기미집행 도시공원 해제를 대응하는 방안체계가 효과적으로 마련되어야 하며, 이는 전국 지자체에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 연구 결과, 서울시 전체 공원은 2,834개소, 면적 168.2㎢로 공원율은 27.79%이다. 그 중 서울시 관리 미집행공원은 76개소, 96.7㎢로 미집행공원 비율은 전체 공원시설 면적의 57.5% 절반을 초과하는 것으로 나타났다. 서울시에서 관리하고 있는 미집행 공원을 구분하여 보면 근린공원이 54개소로 가장 많고, 다음으로 도시자연공원 20개, 묘지공원 1개, 생태공원 1개소 순으로 나타났다. 공원의 면적별로 살펴보면, 도시자연공원이 71.7㎢로 가장 넓고, 근린공원이 24.3㎢, 묘지공원 0.7㎢, 생태공원 0.1㎢순으로 분포하고 있다. 미집행공원의 소유현황은 사유지가 가장 많고, 국유지, 공유지(시유지, 구유지) 순으로 나타난다. 미집행 공원시설 중 사유지는 39.6㎢으로 전체 면적의 41.4%를 차지하고 있어 이에 대한 합리적인 토지보 상방안 마련이 시급한 실정이다. 미집행 공원시설의 기간별 면적 비율은 30년이 초과되는 시설이 86.8%(66개)로 가장 많고, 10년 이하인 시설은 7.9%(6개), 20년 이하인 시설은 5.3%(4개)로 나타났다. 장기미집행 도시공원은 중앙정부의 예산지원 대책이 없으면 일몰제에 의거 대대적인 해제가 불가피하다. 해제 이후 미시설도시공원 등의 지역은 기존의 지목, 상황에 따른 개별법, 도시계획법의 개발행위허가 기준 등에 의해 관리되게 되며, 미집행 도시공원의 생물다양성 보전, 경관보호 등을 위해서는 개발행위를 억제하기 위한 대안마련이 필요하다. 본 연구에서 는 그에 대한 대응 방안으로 다음과 같은 사항을 제시하고자 한다. 1. 보전·보호지역 지정한다. 장기미집행 도시공원 중에 생물다양성이 풍부하여 생태적으로 중요하거나 특별히 보전가치가 높은 지역을 생태·경관보전지역이나 야생생물보호구역 및 철새보호구역으로 지정한다. 이 경우 토지 보상이 필요하므로 이를 지원할 수 있는 조례 제정 등이 필요하다. 2. 도시생태현황도 비오톱 등급 활용하여 보전이 필요한 지역에 대한 개발행위허가를 억제해야한다. 장기미집행 도시공원 해제후 해당 미집행공원의 비오톱 유형이 1등급 지역, 혹은 개별 비오톱 등급이 1등급으로 평가되면 개발행위가 억제되도록 개발행위허가 기준을 강화하는 것이 필요하다. 3. 기존 민간공원제도를 개별 공원이 아닌 지역단위 통합 개발이 가능하도록 하여 자연환경 보전이 필요한 지역을 민간공 원제도를 활용하여 보전하도록 하는 대안마련이 필요하다.

It is necessary that End-of-life Vehicle (ELV) should be recycled from the point of view of environmental preservation and resource recycling. This paper deals with two issues. The first one is the basic functional construction and plant layout of the ELV dismantling system that can maximize the reusability of parts and the recyclability of materials. The second issue is the development of a simulation model which can be used to estimate the performance of the layout design. The simulator has been interfaced with an interactive layout design system, and used to effectively determine an optimal layout design of the ELV dismantling system.

방사능에 오염된 시설물의 해체 작업은 예측할 수 없는 방사능의 출현으로 항상 사고의 위험성에 노출되어 있어 계획했던 해체 일정이 변경되어야 하고, 전체 공정의 재설계가 다시 수행되어야 하는 비경제적인 작업이 수없이 반복되고 있다. 해체 디지털 목업 시스템 설계에 필요한 구성인자들을 검토하였다. 조사된 단위 구성요소들은 해체 데이터베이스 시스템, 연구로 시설과 제염 및 해체 장비 모델링 시스템, 방사능 오염 분포도를 제작하는 3차원 방사화 매핑, 그리고 해체 일정을 평가하는데 기초가 되는 단위 작업별 평가식과 가중치 값 등이 있다. 독립적으로 운영되는 이들 구성 요인들을 통합된 시스템으로 만들기 위해 단위 시스템들에 대한 아키텍쳐 구현 연구가 수행되었다. 연구 결과 해체 디지털 목업 시스템을 통합된 환경에서 다양한 시나리오를 시험 평가할 수 있도록 하기위해 연구로 시설의 제염 및 해체 활동을 시각적으로 보여줄 수 있는 가시화(visualization) 모듈과 해체 일정 및 해체 비용을 평가 및 분석하는 시뮬레이션(simulation) 모듈로 구분하여 소프트웨어 아키텍쳐를 구현하였다.

This research and development analysis provides numerical analysis techniques that can be used conveniently to determining the safety of the current state and to predict the stability in the future. It also seeks to present algorithms of back analysis to develop unified management system for control, prediction, coordination, and information modeling that can reasonably handle appropriate responses to structural behavior at project sites and design changes.