저농축 우라늄 고성능 구현 핵확산 방지 핵심기술 인정 수출용 신형연구로에 사용
3일 원자력연에 따르면 핵연료 국제성능검증을 위해 핵연료 시범집합체를 미국 아이다호국립연구소(INL) 연구로 ATR에 지난달 26일 성공적으로 장전하고 시험에 착수했다. 이에 앞서 INL은 지난 4월 같은 핵연료집합체를 ATR-C에 장전해 1개월 간의 임계실험을 성공적으로 수행한 바 있다.
U-Mo 핵연료는 기존의 U-Si 핵연료보다 우라늄 밀도가 높아 고농축 우라늄 대신 저농축 우라늄으로 대체할 수 있는 만큼 핵 비확산성이 높고, 고밀도를 기반으로 고출력 및 고연소도를 구현해 연구로의 성능과 효율을 높일 수 있어 세계가 주목하는 기술이다.
원자력연은 독자적으로 보유하고 있는`원심분무 핵연료 분말 제조기술`과 그동안 축적된 판형 및 하나로 봉형 핵연료 설계, 제조 기술을 융합해 약 4년간 U-Mo 판형 핵연료 개발을 성공적으로 수행해왔다. U-Mo 판형 핵연료는 성능검증이 성공적으로 마무리되면 인·허가를 취득하고 부산시 기장군에 건설 중인 `수출용 신형 연구로`에 세계 최초로 사용될 예정이다.
미국 국립연구기관인 INL은 U-Mo 판형 핵연료 개발 및 성능검증의 국제 신인도를 제고하기 위해서 공동연구자로 참여하고 있다. INL은 2013년 7월 공동연구 계약을 체결한 후 조사시험을 위한 설계와 안전성분석을 수행했으며 향후 조사시험 및 조사후시험을 진행할 계획이다.
시험에 따른 검증결과는 U-Mo 판형 핵연료의 설계 및 제조의 국내 또는 국외 인·허가에 사용될 예정으로 기장 연구로 운영허가를 위한 핵연료 연소시험 자료도 생산하게 된다. U-Mo 핵연료는 기존 U-Si 핵연료에 비해 주기길이가 획기적으로 향상돼 연구로 가동률을 약 50% 높이는 기대효과가 있다. 한국원자력연구원은 이러한 기술경쟁력을 바탕으로 향후 U-Mo 판형 핵연료의 해외 공급도 추진할 계획이다.
U-Mo 판형 핵연료의 기반이 되는 원심분무 핵연료 분말 제조기술은 한국원자력연구원이 세계 최초로 개발한 원천기술로서, 단위 부피당 우라늄 밀도를 크게 높여 농축도 20% 이하의 저농축 우라늄(LEU)으로도 고성능을 낼 수 있는 것이 특징이다. 2012년 개최된 `서울 핵안보정상회의`에서 한-미-프랑스-벨기에 4개국이 이 기술을 이용해서 핵무기에 전용 가능한 고농축 우라늄(HEU)을 사용하는 유럽의 연구로를 LEU로 전환하는 공동연구 프로그램에 합의하는 등 핵확산 방지를 위한 핵심 기술로 국제사회의 인정을 받고 있다.
김종경 원장은 "이번 공동연구는 한국원자력연구원이 세계 최초로 개발한 U-Mo 판형 핵연료의 신인도를 국제적으로 제고하고, 또한 기장 신형연구로의 성공적인 건설, 가동에 이바지할 것으로 기대된다"고 말했다. 오정연 기자
<저작권자ⓒ대전일보사. 무단전재-재배포 금지>