순수 우리기술로 개발한 연구로 핵연료가 수출 최종 성능검증 단계에 돌입한다. 검증 완료시 사상 최초 국산 연구로 핵연료 수출 길이 열린다.
한국원자력연구원(원장 주한규)은 벨기에원자력연구소(SCK CEN)와 국제공동연구 중인 '고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료' 성능검증 2단계를 시작했다고 20일 밝혔다.
고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료는 3세대 핵연료로 우라늄 밀도가 높고, 고출력·고성능 연구로에 사용 가능하다.
보통 고성능 연구로에는 고농축우라늄을 사용했는데, 국제 핵비확산 정책에 따라 SCK CEN은 보유 고성능 연구로 'BR2'에 맞는 고밀도 저농축 우라늄 핵연료를 개발·사용하기로 결정했다. 원자력연과 미국, 프랑스가 BR2 핵연료 개발에 참여 중이다.
과학기술정보통신부 '연구로 판형핵연료 수출 핵심기술 개발 및 실증사업' 일환으로 진행된 BR2 평판형 핵연료판 1단계 성능검증에서는 우라늄 70% 이상을 연소하는 극한 조건에서도 방사능 누출이 없고, 핵연료가 유지돼 안정성을 입증했다.
2단계에서는 평판형 핵연료 판을 곡면형으로 가공하고, 실제로 BR2에서 잘 연소되는지 실험한다. 곡면형 핵연료 집합체는 중성자를 중심부로 모을 수 있어 중성자 밀도를 더 올릴 수 있다.
현재 연구로용 고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료 제조 기술 보유 국가는 프랑스, 미국, 한국뿐이다.
특히 우리 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료는 파쇄분말을 사용하는 타 국가와 달리 원자력연이 자랑하는 세계 유일 '원심분무 핵연료 분말 제조기술'을 적용·제조하고 있다. 선진국 대비 우수한 안정성을 입증한 바 있다.
이번 2단계 연구는 핵연료 공급자 시장 진입 전 사실상 최종 검증 단계다. 2025년 말 2단계 집합체 성능검증을 성공적으로 마치면 BR2 연구로 핵연료 공급 입찰자격을 획득할 수 있다.
공급사로 낙찰되면 연간 3000억원 시장 규모를 고려할 때, 연 300억원 이상 경제효과도 전망된다.
김명섭 하나로이용연구단장은 “이번 벨기에 SCK CEN과의 공동연구로 연구로 핵연료 시장전체를 포괄할 수 있는 제조능력을 확보하겠다”고 밝혔다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
