보도자료
- 작성일
- 2009.09.16
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☐ 한국원자력연구원(원장 양명승)은 세계 유일의 독창적 원심분무 기술로 제조한 연구용 원자로(이하 연구로)용 U-Mo(우라늄-몰리브덴 합금) 핵연료 분말 7 ㎏을 벨기에 원자력연구센터(SCK․CEN)에 수출했다. 세계 핵연료 시장을 장악하고 있는 프랑스, 미국, 아르헨티나에 이어 벨기에에도 원심분무 분말을 수출함으로써, 원심분무 기술의 우수성을 다시 한번 입증했다.
○ 한국원자력연구원 선진핵연료기술개발부는 SCK․CEN이 연구개발용으로 공급 요청을 해옴에 따라 세계 6개국 특허를 보유하고 있는 원심분무 분말 제조 기술을 이용해서 U-Mo 합금 핵연료 분말 7 ㎏을 제조, 8월 20일 벨기에로 수출했다(수출가 7만1,000 달러).
○ SCK․CEN은 운영 중인 연구로 BR-2에 사용할 차세대 연구로 핵연료 개발을 위해, 한국원자력연구원이 공급한 분말을 원료로 핵연료 완제품 제조 기술을 개발하고 시제품을 연구로에서 성능 및 안전성을 시험 평가할 계획이다.
☐ 이번에 수출한 U-Mo 원심분무 분말은 우라늄-몰리브덴 합금을 섭씨 1,700도의 고온에서 용융한 뒤, 고속 회전하는 원판 위에 분사함으로써, 미세한 구형 분말 형태로 급속 응고시키는 원심분무 기술로 제조한 것이다.
○ 현재 240여 기에 달하는 전 세계 연구로의 90 %는 U-Si(우라늄-실리콘 합금) 핵연료를 사용하고 있으나, U-Si 합금보다 우라늄 밀도를 2배 이상 높여 고성능 대형 연구로에 적용할 수 있는 U-Mo(우라늄-몰리브덴 합금) 핵연료 개발이 1990년대 중반부터 미국을 중심으로 전세계적으로 추진돼 왔다.
○ 우라늄-몰리브덴 합금은 연성이 강해 파쇄 등의 방법으로는 분말 제조가 어려운 난점이 있으나, 한국원자력연구원은 기존의 파쇄방법에 비해 △고순도 △노내/외 성능 향상 △공정 단순화 및 제조원가 절감 △제조수율 향상 등이 가능한 원심분무 기술을 세계 최초로 창안한 뒤 U-Mo 원심분무 분말 제조에 적용, 현존하는 세계 유일의 U-Mo 핵연료 분말 제조기술을 확보하고 있다.
○ 한국원자력연구원은 연구용 원자로 하나로(HANARO) 건설과 함께 1987년 연구용 원자로 핵연료 제조기술 국산화 연구개발에 착수, 1990년 세계 최초로 원심분무 U3Si 핵연료 분말 제조 기술을 개발한 뒤, 1995년에는 역시 세계 최초로 원심분무 U-Mo 핵연료 분말 제조 기술을 개발해서 미국, 프랑스, 영국, 캐나다, 일본, 한국 등 6개국에 특허를 등록했다.
☐ 현재까지 U-Mo 분말 수출은 기술 개발을 위한 시료 수준으로, 실용화 단계에 진입하면 수출량도 급증할 것으로 예상된다. 2010~2015년은 연간 100~250 ㎏, U-Mo 핵연료의 상용화가 예상되는 2016년 이후로는 연간 500~1,000 ㎏(금액 기준 연간 250만~500만 달러)에 달할 전망이다. 이에 따라 우리나라가 연구로 핵연료 분말의 최대 수출국으로 부상할 것으로 예상된다.
○ 한국원자력연구원은 1997년 U-Mo 핵연료 분말 수출을 시작, 세계 주요 연구로 핵연료 제조사인 프랑스 CERCA, 미국 BWXT와 연구기관인 미국 ANL 및 INL, 아르헨티나 CNEA 등 4개국에 총 12차례에 걸쳐 약 100 ㎏의 U-Mo 원심분무 핵연료 분말을 수출했다.
○ 이들 기관이 공급받은 원심분무 U-Mo 분말을 원료로 시제조한 핵연료가 우수한 성능을 나타내는 것으로 밝혀짐에 따라 현재 차세대 고성능 연구로 핵연료 개발의 최종 단계에 있다. 세계 최대의 연구로 핵연료 공급자인 프랑스 CERCA의 경우 향후 U-Mo 핵연료 상용화시 한국원자력연구원의 원심분무 분말을 사용하겠다는 의사를 공개 표명한 바 있다.
○ 2016년 이후 유럽의 연구로 중 최소한 5기(JHR, PALLAS, BR-2, FRM-Ⅱ, OSIRIS)가 U-Mo 핵연료로 노심을 전환할 계획이며, 호주 OPAL, 일본 JMTR, JRR-3M, JRR-4 등도 노심 전환을 계획 중이다.
☐ U-Mo 원심분무 분말의 독보적 기술 경쟁력을 활용해서 세계 대부분의 연구로에서 사용되는 판 형태의 핵연료 제조기술을 개발하면, 핵연료 완제품 시장에서 국가 경쟁력을 더욱 높일 수 있다.
○ 한국원자력연구원은 자체 기술로 봉 형태의 연구용 원자로 제조기술을 국산화, 2007년 12월 운영 중인 하나로 핵연료에 100 % 국산 핵연료를 장전하는 등 연구용 핵연료 국산화에 성공한 경험을 보유하고 있다. 이를 수출용 판상 핵연료 기술 개발에 적용할 경우 분말 수출보다 10배의 높은 경제적 가치 창출이 가능할 전망이다.