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<기획>원자력연, 벨기에 원자력연구소와 연구로 핵연료 성능검증 공동연구 협약
 

요르단, 네덜란드 등 이어 6개국에 연구로 기술 수출
공공기관 안전보건활동 우수사례 안전우선문화 확산
원전 해체산업 수요 대비, 해체기술 노하우 전수

 

국내 연구진이 개발한 연구로 핵연료 기술이 국제공동연구를 통해 세계시장의 문을 두드린다. 한국원자력연구원(원장 박원석)은 2018년부터 개발한 고밀도(5.3 gU/cc) 저농축(LEU, Low Enriched Uranium) 우라늄실리사이드(U3Si2) 판형핵연료의 성능검증을 위해 벨기에 원자력연구소(이하 ‘SCK CEN')와 국제공동연구를 수행하는 협약을 5월 31일 체결했다고 밝혔다.


ㅇ 이번 국제공동연구와 함께 성능검증을 포함한 핵연료 고도화 연구개발은 과학기술정보통신부 원자력연구개발사업으로 2025년 12월까지 수행한다.


고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료※는 연구원이 자랑하는 세계유일의 ‘원심분무 핵연료 분말 제조기술’을 적용해 완성했다.


저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료는 1980년대 개발된 2세대 핵연료로서, 핵비확산 체제를 위협하는 고농축우라늄 사용을 제한하기 위해 저농축우라늄을 사용하고, 중간급(4.8 gU/cc)의 우라늄 밀도를 가진 것이 특징이다. 알루미늄 재질 피복의 판상 형태로 제작하면 높은 중성자속이 발생하면서도 효율적인 냉각이 이루어진다.


최근 더 높은 핵연료 성능에 대한 요구에 맞춰, 3세대 고밀도 우라늄실리사이드 판형핵연료 개발이 이루어졌다.


원심분무 핵연료 분말 제조기술은 최대 섭씨 2,000도 고온의 진공상태에서 우라늄실리사이드를 녹여 고속 회전하는 원판 위에 분사함으로써 원심력을 이용해 미세하고 균일한 분말을 대량으로 생산한다. 95%이상의 수율(투입량 대비 완성품 비율)을 보여 프랑스 등 경쟁국에 비해 불량률이 낮고 가격경쟁력이 우수하다.


고성능 연구로는 높은 출력을 내기 위해 농축도 90% 이상의 고농축우라늄(HEU, High Enriched Uranium)을 연료로 사용한다. 하지만 SCK CEN은 국제사회의 고농축우라늄 사용최소화 노력의 일환으로, 보유중인 고성능 연구로(100MW급) BR2에 맞는 저농축우라늄 핵연료를 개발해 사용한다는 계획을 세웠다.

 

일반적으로 사용되는 농축도 20% 미만의 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료는 출력 밀도가 부족해 고성능 연구로에서는 사용이 불가능하다. 사업 총괄책임자인 연구로핵연료부 정용진 부장은 “연구원이 개발한 핵연료는 저농축우라늄을 사용해도 원심분무분말의 특성으로 고밀도로 제조가 가능해 고성능 연구로의 높은 출력을 유지할 수 있다는 점에서 벨기에로부터 그 우수성을 인정받아 공동연구 협약을 체결하게 된 것”이라고 밝혔다.


향후 5년간의 공동연구를 통해 핵연료의 성능 검증을 성공적으로 완료하면 연구원은 세계적인 핵연료 공급사들과 동등한 자격으로, 우라늄실리사이드 판형핵연료를 사용하는 세계 대부분의 연구로에 핵연료를 공급할 수 있는 자격을 획득한다. 우라늄실리사이드 핵연료의 시장 규모(3,000억 원/년)를 고려했을 때 연 300억 원 이상의 수출고를 달성할 수 있을 것이라는 전망이다.


최기용 하나로중성자연구단장은 “이번 벨기에와의 공동연구를 통해 고밀도 우라늄실리사이드 판형핵연료의 성능이 국제사회에서 검증된다면,  우리나라가 연구로 공급국으로서 핵연료까지 패키지로 상품화하여 세계 연구로 건설 시장에서 뛰어난 수주 경쟁력을 확보할 수 있을 것”이라며 기대감을 전했다.


방글라데시 연구용원자로 개조사업 수주 성공
한국원자력연구원은 방글라데시 원자력위원회(BAEC)가 발주한 연구용원자로(BTRR) 계측제어계통 일괄 개조사업에 참여해 최종 수주에 성공했다.


이 사업은 1986년부터 가동한 연구용원자로 BTRR의 계측제어 계통을 디지털 기술로 개발하여 교체하는 것으로, 연구원은 설계, 제작, 설치, 시운전에서 교육훈련까지 턴키 방식으로 제공할 계획이다.


계측제어계통은 원자로의 운전 상태를 감시, 제어하고 이상 상태가 발생했을 때 원자로를 안전하게 정지하는 설비로, 두뇌와 신경조직에 비유되는 핵심설비이다.


이번 사업의 예산은 미화 388만 달러(약 44억원)이며, 7월 중순 본 계약을 체결하고 18개월간의 사업기간을 거쳐 2023년도 1월경 방글라데시 측에 인도될 예정이다.


우리나라는 방글라데시 연구용원자로 계측제어계통 일괄 개조사업을 수주함으로써,
아울러 요르단 연구용원자로 건설사업 수주, 그리스, 태국, 말레이시아, 네덜란드 기술 수출에 이어 6번째 연구용 원자로 분야 기술 수출실적을 기록하게 됐다.


방글라데시는 ’23년 가동을 목표로 원자력발전소 2기(러시아, VVER-1200)를 건설 중에 있으며 연구로 부문에서는 이번에 입찰한 연구로 개선사업(BTRR)과 함께 내년 중에 신규 연구로 도입 사업(HPRR)도 추진하는 것으로 알려져 있다.


그간 연구원에서는 방글라데시 연구로 개선사업(BTRR) 참여를 위해 타당성 및 요건서 검토(19.8), 예비기술/가격 제안서 제공(19.10) 등 방글라데시 측과 꾸준히 협력해 왔으며, 이번 수주 성공은 이러한 양국간 긴밀한 협력의 결과물이다.


또한 연구원에서는 방글라데시 신규 연구로 도입사업(HPRR)과 관련해서도 그간 여러 차례 워크숍을 개최하는 등 양국간 적극적인 관련 협력 활동을 진행해 오고 있다.


과기정통부 권현준 거대공공연구정책관은 “이번 연구로 개선사업 수주는 방글라데시가 내년도 추진 예정인 ‘신규 연구로 건설사업(HPRR)’ 뿐만 아니라, 향후 태국, 케냐 등 원전 신흥국들에 대한 연구로 수출의 교두보를 확보하는 데 의미가 매우 크다”고 하며 “향후, 정부 차원에서도 연구로 핵심기술개발 및 수출을 적극 지원하겠다”고 말했다.

 

공기관 안전보건활동 우수사례 발표대회’ 최우수상 수상
한국원자력연구원은 고용노동부와 안전보건공단 주최로 열린 ‘2021년 공공기관 안전보건활동 우수사례 발표대회’에서 최우수상을 수상해 연구원 안전활동 우수성을 인정받았다.


이번 대회는 매년 7월 첫째 주로 정하는 ‘산업안전보건 강조주간’ 프로그램의 일환으로 진행됐다.


이번 행사는 공공기관 안전보건활동 우수사례를 발굴해 타 기관에 전파함으로써 안전우선문화 확산 및 사고예방에 기여하기 위해 마련됐다.


우수성을 인정받은 ‘IoT 기반 화재조기경보시스템'은 불꽃, 연기, 온도를 복합적으로 감지하는 센서를 바탕으로 화재를 감지하는 최첨단 화재관제시스템이다.


연구원은 3년간 부지 전역에 약 5천 개 복합감지센서를 설치했으며 CCTV, 서버, 모바일과 연계해 화재경보 발생 시 소방관계자 전원을 동시에 소집할 수 있는 자동속보기능을 구현했다.


박원석 원장은 “안전이 밑바탕 되지 않으면 연구도 없다는 마음가짐으로 안전을 디딤돌 삼아 도약하는 원자력연구원이 되겠다”고 의지를 전했다.


한편 한국원자력연구원은 고리1호기, 월성1호기 등 당면한 국내 원자력시설 해체에 대비해 국내 산학연 관계자를 대상으로 원자력시설 해체 교육을 실시한다.


이번 교육은 지난 28일부터 7월 1일까지 연구원 내 원자력교육센터와 서울 연구로 1, 2호기 해체 현장에서 진행한다.


올해 3회째를 맞이한 이번 교육은 한국수력원자력, 한국원자력안전기술원, 한전KPS, 한국원자력환경공단, 서울대, 한양대, 경희대 등 원자력시설 해체 관련 산학연 관계자 총 25명이 참가한다.


또 이번 교육에서는 원자력시설 해체 개요, 방사성오염 제염, 원전 핵심설비 절단 및 철거, 방사선학적 특성평가, 해체 폐기물처리, 부지복원, 관련 법령 등 실무 이론과 서울 공릉동에 위치한 연구로 해체 현장을 견학할 예정이다.


신진명 원자력교육센터장은 "이번 교육을 통해 연구원이 개발한 원자력시설 해체 핵심기술과 연구로 해체를 통해 확보한 경험 등을 전수할 것"이며 "향후 원전 해체산업 수요에 대비한 전문 인력 양성에 기여하겠다"고 말했다.

  
 

 
 


 

 
김지수 기자
작성일자 : 2021-08-09(제357호)


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