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원자력 발전소에는 방사능 물질을 항시 차단하고 핵분열의 안전성을 확보하기 위한 시스템이 운영된다. 먼저, 다중의 물리적 방호벽이 방사능 유출을 막기 위해 존재한다. 주요 물리적 방호벽은 연료 매트릭스와 이를 위한 밀봉 용기, 즉 핵연료 피복관이다. 다음으로 정상가동하는 동안 냉각수가 순환하는 원자로 압력경계로서 원자로 노심을 포함한다. 마지막으로 물리적 방호벽은 격납 건물을 말한다. 보통 통제되지 않은 방사능 유출의 생성물을 보존하고 원자로 압력경계를 구성하는 구조물을 발사체 충격, 화재 혹은 폭발과 같은 외부 위험으로부터 보호하기 위해 설계된 거대한 강화 콘크리트 구조물이다. 그리고 물리적 방호벽은 아니지만 원전 주위 지역 국민을 잠재적인 방사능 유출로부터 분리시켜 원전 사고에 대비하고 있다. [그림 2-2]는 위에서 설명했던 물리적 방호벽을 도식화한 것으로 다중의 방사성 물질을 차단하기 위한 일반적인 방호벽을 설명하고 있다.
원자력 발전소는 핵연료 피복관과 냉각수, 격납 건물 등의 여러 물리적 방호벽을 통해 방사능 유출을 차단한다. 또한 원전 사고를 대비해 원전 주위 지역 주민을 분리시키는 방안을 시행중이다.