한마당 테마) 미래원자력기술관 >중성자 조사시험 기술 및 방사화 분석 기술 개발

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>중성자 조사시험 기술 및 방사화 분석 기술 개발

연구개발 배경
최근 우리나라는 상용원전의 안정된 운영, 상용로 및 연구로 수출, 미래형원자로 개발 등 원자력 르네상스에 비할만한 세계 최고 기술 수준의 원자력 기술을 확보하고 있으며, 이를 더욱 발전시키기 위하여 다양하고 활발한 원자력 연구개발 프로젝트를 수행하고 있다. 이러한 다양한 연구개발을 성공적으로 수행하기 위해서는 국내유일 ‘하나로’를 이용한 상용로, 수출형연구로, 미래원자로 개발 및 검증에 필수적인 종합 재료/핵연료 조사장치 및 기술을 개발하여 조사특성 database를 확보해야 한다. 또한 최근 일본 후쿠시마 원전사고로 인해 가동중 원자로(특히 노후 원전의 계속운전)에 대한 안전성 우려가 급증함에 따라 원전 안전성 확보를 위한 정밀 조사시험 기술의 필요성이 급증하고 있다.

성과물의 우수성
연구로는 상용 원전에 비해 중성자 세기가 매우 크므로 원자로 주요 재질이 설계수명동안 받을 중성자 조사량을 단기간에 받을 수 있는 환경을 제공해 준다. 원전의 안전성에 매우 중요한 원자로 압력용기의 경우 40년 설계 수명기간 동안에 받을 중성자 조사량을 약 3일 만에 모두 받을 수 있게 해주어 단기간에 원자로 구조재의 안전성을 평가할 수 있다. 본 연구를 통하여 개발된 다목적 연구로인 ‘하나로’를 이용한 조사시험 기술 및 시설은 세계 최고 기술적 수준으로 현재 우리나라 고유의 수출용연구로, 중소형원자로, 미래원전 등의 개발 및 설계검증에 중요하게 활용되고 있다.

성과내용
<기술원리>
원자로에 사용되는 재료의 경우 사용 기간 중 중성자 조사를 받게 되어 점차 재료특성이 나빠지게 되므로 원자로에 사용되는 모든 재료는 사용수명기간 중에 건전성을 유지함을 증명해야 한다. 반면 원자로의 사용기간은 40년 이상이므로 본 연구를 통해 개발된 연구로의 조사장치를 이용하여 비교적 짧은 기간에 사용재료의 중성자 조사 건전성을 확인할 수 있으며, 핵연료의 성능을 확인할 수 있다.

<성과내용>
다목적연구로인 ‘하나로’를 이용하여 상용로, 연구로, 미래형원자로 등에 사용되는 재료 및 핵연료의 성능 및 조사특성을 실제 원자로와 유사한 환경에서 단기간에 평가할 수 있는 장치 및 기술임.
- 재료 및 핵연료 중성자 조사 시험용 캡슐 및 관련장치

기대효과
연구로를 이용하여 단기간에 중성자 조사시험을 수행할 수 있는 조사시험용 캡슐은 상용원전의 안전성 및 계속운전 연구를 위한 재료 조사특성 database 얻는데 활용될 것이며, 현재 우리나라가 중점적으로 추진하고 있는 상용원전 및 연구로 기술수출 및 미래원자력 기술개발 분야에 핵심적으로 활용되어 세계 최고의 원자력 기술 경쟁력을 확보하는데 기여할 것이다. 또한 국내 가동 원전의 안전성 정밀평가를 통한 원전 건전성 평가를 통해 최근 일본 후쿠시마 원전사고로 악화된 원자력에 대한 국민이해 및 신뢰도를 증진시킬 수 있다.

에피소드
다목적연구로인 ‘하나로’를 운영하고 있는 우리나라의 경우 연구개발 초기에는 다수의 연구로를 보유하고 있는 원자력선진국들로부터 거의 관심을 받지 못했지만, 다목적연구로라는 제한점을 극복하고 단기간에 세계 최고 수준에 근접한 조사시험 기술을 확보함으로써, 최근 해외로부터 공동연구 의뢰가 증가하고 있다(I-NERI Project(미), ITER(유럽), Westinghouse(미) 등). 또한 세계적으로 연구로의 모범적인 활용 모델로 평가받아 이와 연관되어 요르단 연구로를 포함한 연구로 기술수출에도 크게 기여하고 있다.