원자력硏, 독자 개발 핵연료 분말 日에 무상 제공
원자력硏, 독자 개발 핵연료 분말 日에 무상 제공
  • 조강희 기자
  • 승인 2017.10.23 10:49
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교토대에 45㎏ 공급…핵연료 우라늄 ‘저농축’ 전환 지원
▲ 한국원자력연구원의 원심분무 핵연료 분말제조 시설

[한국에너지신문] 우리나라가 독자 개발한 고성능 LEU 핵연료 분말이 일본 연구로의 핵연료 전환에 사용된다.

한국원자력연구원(원장 하재주)은 국내 독자기술로 제조한 우라늄-몰리브덴 합금(U-Mo) 핵연료 분말을 일본에 제공한다.

이번 계획은 민간 분야의 핵 비확산을 위해 전 세계 고농축우라늄 감축을 주도하고 있는 미국 에너지부의 요청에 따른 것으로, 우리나라는 내년 미국으로부터 저농축우라늄 원료를 공급받아 핵연료 분말 45㎏을 제조해 2019년 상반기까지 일본 교토대 교육·실험용 원자로인 ‘임계장치(KUCA)’의 연료를 전환하는 데 무상 제공할 계획이다.

임계장치는 일본 교토대가 1974년에 만든 최대출력 100W 저출력 임계시험 시설이다. 이 시설은 핵연료와 감속재의 비율을 조정하면서 원자로 임계 상태에서 핵반응을 실험하는 장치다.

연구원은 유럽연합의 프랑스, 벨기에, 독일 등이 유럽 내 고성능 연구용 원자로에 사용할 U-Mo 핵연료 개발을 위해 지난 2013년 구성한 ‘헤라클레스 컨소시엄’에도 분말을 추가 제공할 계획이다.

EU는 이미 우리나라로부터 분말을 제공받아 고성능 연구로에 사용할 우라늄-몰리브덴 핵연료의 개발과 최적화 연구를 진행하고 있으며, 연구원은 2019년까지 분말 10㎏을 추가 제공해 해당 연구에 지속적으로 기여한다.

U-Mo 핵연료 분말은 연구원이 세계 최초로 독자 개발한 상용 금속 핵연료 분말제조 기술인 ‘원심분무 기술’을 이용해 제조했다. 우라늄 합금을 섭씨 1600도 이상의 고온 진공상태에서 녹여 고속 회전하는 원판 위에 분사해 원심력에 의해 미세한 구형 분말 형태로 급속으로 굳혔다.

우리나라는 지난 2012년 서울 핵안보정상회의에서 미국, 프랑스, 벨기에와 함께 원심분무 기술을 이용한 우라늄-몰리브덴 핵연료 개발 협력사업에 대해 공동 성명을 발표했다.

미국으로부터 제공받은 저농축우라늄 원료를 이용해 우라늄-몰리브덴 분말 100㎏을 제조해 2014년 미국과 벨기에에 성공적으로 제공했다. 2014년 핵안보정상회의에서는 독일이 추가된 5개국 협력사업을 새롭게 발표했다. 

고농축우라늄은 핵무기의 원료로 전용될 위험성이 있다. 이를 저농축우라늄으로 전환하기 위한 프로그램이 지난 1978년 미국 주도로 본격 추진됐으며, 2016년까지 67기의 연구로와 1개의 동위원소 시설이 저농축우라늄으로 전환되고, 20기의 연구로는 폐쇄됐다.

일부 대형 고성능 연구로는 성능을 높이기 위해 여전히 고농축 연료를 사용하고 있고, 이를 전환하기 위해 우라늄-몰리브덴 합금 핵연료 기술이 필수적이다.

하재주 원장은 “향후 우라늄-몰리브덴 핵연료의 상용화를 통해 연간 2억 달러에 달하는 세계 연구로 핵연료 시장 진출도 기대된다”고 밝혔다. 


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