세계로 뻗어나가는 국내 원심분무 기술

[산업일보]
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 한 번 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.

금번 수출된 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.

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 자체 기술로 봉 형태의 연구용 원자로 제조기술을 국산화, 20071년 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.





김영복 기자 asura@kidd.co.kr