핵연료피복관 국산화 선구자
원자력 기술독립 완성 '눈앞'
"HANA 피복관 상용화되면 원전기술 선도국으로 도약
지속적 투자ㆍ지원 뒤따라야"
원자력발전은 우라늄과 같은 핵연료의 핵분열과정에서 생성되는 에너지를 사용한다. 따라서 핵분열 반응이 일어나는 원자로를 구성하는 부품의 성능여부는 원자력발전의 안전성을 좌우하는 핵심적인 역할을 한다. 핵연료는 핵연료 피복관에 쌓인 수백개의 핵연료 봉으로 구성된 핵연료 집합체 형태로 만들어진다.
이 집합체가 원자로의 냉각수 안에 장전되면 비로소 핵분열을 시작해 에너지를 발산한다. 여러 핵연료 부품 중에서 지르코늄 합금으로 제조되는 핵연료 피복관은 핵연료가 안전하게 핵분열 반응을 일으키도록 보호하고, 방사성 물질이 외부로 누출되는 것을 막아주는 일차적인 방호벽 역할을 하는 매우 중요한 부품이다.
특히 고온 고압의 냉각수 안에서 장기간 사용해야 하기 때문에 우수한 부식저항성과 기계적 특성이 필요한 부품이기도 하다.
이처럼 핵연료 피복관의 성능은 원자력발전의 안전성과 경제성에도 직접적인 영향을 미치게 된다. 이런 이유로 미국, 일본, 프랑스 등 원자력 선진국들은 오래 전부터 기존의 핵연료 피복관 보다 성능이 우수하고 오랫동안 원자로에서 사용 가능한 신소재 핵연료 피복관을 개발해 오고 있다.
한국원자력연구원 첨단노심재료개발랩 정용환 랩장은 그 누구도 시도하지 않았던 핵연료 피복관의 국산화를 이룬 이 분야의 개척자로 통한다. 10년 전 주위의 만류에도 불구 핵연료 피복관의 국산화 연구를 시작해 세계 최고의 성능을 자랑하는 지르코늄 합금 `하나(HANA) 피복관'을 개발해 낸 장본인이기도 하다. 정 랩장이 핵연료 피복관의 국산화라는 쾌거를 이뤄내자 국내 원자력계에서는 `원자력 기술 자립의 완성'을 알리는 신호탄이라고 찬사를 표하기도 했다.
정 랩장이 개발한 하나 피복관은 원자력 연구개발 사상 최초로 상용 원전 연소시험을 앞두고 있다. 이 연소시험을 성공적으로 마치게 되면 오는 2016년께 국내 각 원전에 본격적으로 공급될 예정이다.
그는 "핵연료 피복관을 실제로 적용하기 위해서는 원자로 환경에서 성능시험을 거쳐야 한다"면서 "그러나 국내에선 핵연료 피복관의 노내 시험을 수행할 수 있는 시설이 없어 현재는 노르웨어 할덴 연구로에서 3년째 연소시험을 수행하고 있다"고 설명했다.
현재 노내 시험 결과, 부식 및 기계적 변형에 대한 저항성이 기존의 핵연료 피복관은 물론 외국의 신합금 피복관보다 월등히 우수한 것으로 확인됨에 따라 상용화 전망을 밝게 해 주고 있다는 게 정 랩장의 얘기다.
그러나 아직 넘어야 할 산이 많이 남아 있다. 미국, 일본, 중국, 한국 등에 30여건의 특허를 등록한 미국 플라마톤사가 유럽에서 특허무효소송을 제기했기 때문이다. 정 랩장이 개발한 하나 피복관에 대한 특허에 문제가 있는 것이 아니라 그만큼 하나 피복관의 특허가치를 높게 평가해서다. 플라마톤사는 그간 독점해 오던 이 분야에서 결코 물러 설 수 없다는 급박한 마음에 특허무효소송을 통해 하나 피복관의 기술을 견제하기 위해 긴급처방에 나선 것이다.
그는 "원자력은 단기간 내 연구성과를 낼 수 있는 연구분야가 아니기 때문에 장기간에 걸친 투자와 지원이 필요하다"면서 "하나 피복관이 원전에 상용화되면 우리나라는 원자력 기술독립의 마지막 단추를 뀀과 동시에 원자력 기술 선도국으로 당당히 전면에 나서는 계기로 작용할 것"이라고 말했다.
원자력 기술독립 완성 '눈앞'
"HANA 피복관 상용화되면 원전기술 선도국으로 도약
지속적 투자ㆍ지원 뒤따라야"
원자력발전은 우라늄과 같은 핵연료의 핵분열과정에서 생성되는 에너지를 사용한다. 따라서 핵분열 반응이 일어나는 원자로를 구성하는 부품의 성능여부는 원자력발전의 안전성을 좌우하는 핵심적인 역할을 한다. 핵연료는 핵연료 피복관에 쌓인 수백개의 핵연료 봉으로 구성된 핵연료 집합체 형태로 만들어진다.
이 집합체가 원자로의 냉각수 안에 장전되면 비로소 핵분열을 시작해 에너지를 발산한다. 여러 핵연료 부품 중에서 지르코늄 합금으로 제조되는 핵연료 피복관은 핵연료가 안전하게 핵분열 반응을 일으키도록 보호하고, 방사성 물질이 외부로 누출되는 것을 막아주는 일차적인 방호벽 역할을 하는 매우 중요한 부품이다.
특히 고온 고압의 냉각수 안에서 장기간 사용해야 하기 때문에 우수한 부식저항성과 기계적 특성이 필요한 부품이기도 하다.
이처럼 핵연료 피복관의 성능은 원자력발전의 안전성과 경제성에도 직접적인 영향을 미치게 된다. 이런 이유로 미국, 일본, 프랑스 등 원자력 선진국들은 오래 전부터 기존의 핵연료 피복관 보다 성능이 우수하고 오랫동안 원자로에서 사용 가능한 신소재 핵연료 피복관을 개발해 오고 있다.
한국원자력연구원 첨단노심재료개발랩 정용환 랩장은 그 누구도 시도하지 않았던 핵연료 피복관의 국산화를 이룬 이 분야의 개척자로 통한다. 10년 전 주위의 만류에도 불구 핵연료 피복관의 국산화 연구를 시작해 세계 최고의 성능을 자랑하는 지르코늄 합금 `하나(HANA) 피복관'을 개발해 낸 장본인이기도 하다. 정 랩장이 핵연료 피복관의 국산화라는 쾌거를 이뤄내자 국내 원자력계에서는 `원자력 기술 자립의 완성'을 알리는 신호탄이라고 찬사를 표하기도 했다.
정 랩장이 개발한 하나 피복관은 원자력 연구개발 사상 최초로 상용 원전 연소시험을 앞두고 있다. 이 연소시험을 성공적으로 마치게 되면 오는 2016년께 국내 각 원전에 본격적으로 공급될 예정이다.
그는 "핵연료 피복관을 실제로 적용하기 위해서는 원자로 환경에서 성능시험을 거쳐야 한다"면서 "그러나 국내에선 핵연료 피복관의 노내 시험을 수행할 수 있는 시설이 없어 현재는 노르웨어 할덴 연구로에서 3년째 연소시험을 수행하고 있다"고 설명했다.
현재 노내 시험 결과, 부식 및 기계적 변형에 대한 저항성이 기존의 핵연료 피복관은 물론 외국의 신합금 피복관보다 월등히 우수한 것으로 확인됨에 따라 상용화 전망을 밝게 해 주고 있다는 게 정 랩장의 얘기다.
그러나 아직 넘어야 할 산이 많이 남아 있다. 미국, 일본, 중국, 한국 등에 30여건의 특허를 등록한 미국 플라마톤사가 유럽에서 특허무효소송을 제기했기 때문이다. 정 랩장이 개발한 하나 피복관에 대한 특허에 문제가 있는 것이 아니라 그만큼 하나 피복관의 특허가치를 높게 평가해서다. 플라마톤사는 그간 독점해 오던 이 분야에서 결코 물러 설 수 없다는 급박한 마음에 특허무효소송을 통해 하나 피복관의 기술을 견제하기 위해 긴급처방에 나선 것이다.
그는 "원자력은 단기간 내 연구성과를 낼 수 있는 연구분야가 아니기 때문에 장기간에 걸친 투자와 지원이 필요하다"면서 "하나 피복관이 원전에 상용화되면 우리나라는 원자력 기술독립의 마지막 단추를 뀀과 동시에 원자력 기술 선도국으로 당당히 전면에 나서는 계기로 작용할 것"이라고 말했다.
