손톱 크기 5.2g 소결체로 4인가족 6개월 사용할 전력 생산
원자력연료 설계·제조기술 보유
24개 경수로·중수로에 연료 공급
직경 8㎜·높이 10㎜ 분말 입자로
시간당 약 1800㎾ 전력 생산 가능
UAE 원전 1호기에도 연료 공급
원자력연료 설계·제조기술 보유
24개 경수로·중수로에 연료 공급
직경 8㎜·높이 10㎜ 분말 입자로
시간당 약 1800㎾ 전력 생산 가능
UAE 원전 1호기에도 연료 공급
![[르포] 한전원자력연료 생산공장 가보니](http://contents.dt.co.kr/images/202001/2020012802101531731001[1].jpg "[르포] 한전원자력연료 생산공장 가보니")
한전원자력연료 제공
![[르포] 한전원자력연료 생산공장 가보니](http://contents.dt.co.kr/images/202001/2020012802101531731001[2].jpg "[르포] 한전원자력연료 생산공장 가보니")
"원자력발전소의 연료로 쓰이는 새끼 손톱만한 크기의 소결체가 4인 가족이 6개월 동안 사용할 수 있는 전력을 생산해 냅니다."
대전 유성구에 위치한 한전원자력연료에서 생산하는 소결체의 위력은 어마어마했다. 국내 유일의 원자력연료 설계 및 제조기술을 보유한 이 회사는 원자력연료 기술자립을 통해 1989년부터 국내에서 가동되고 있는 24개 경수로·중수로 원전(월성 1호기 제외)에 국산 원자력연료를 전량 공급하고 있다.
제1공장은 소결체를 연료봉에 장입하고 연료 집합체로 만드는 공정이 이뤄지는 곳으로, 경수로와 중수로 원자력연료가 최종적으로 완성된다. 옆에 위치한 제2공장은 수입해 들어온 고체 상태의 농축 우라늄(육불화우라늄)을 건식재변환 공정을 통해 이산화분말로 만든 후, 이를 연료봉에 장입하기 위해 손가락 한마디 크기의 펠렛으로 성형 가공해 제작한다.
완성된 소결체의 무게는 약 5.2g, 직경 약 8㎜, 높이 10㎜에 달하는 아주 작은 이산화우라늄 분말 입자로 구성된다. 하지만, 위력은 상상 이상이다. 이서우 홍보협력실장은 "'구멍 없는 연탄'에 비유되는 소결체 1개는 시간당 약 1800㎾ 전력을 생산하는 데, 이는 4인 가족 1가구가 6개월 동안 전기를 쓸 수 있는 양과 맞먹는 것"이라며 "소결체는 압분, 소결, 연삭 등의 공정과 엄격한 품질검사 과정을 거쳐 2공장에서 생산된 후, 이 곳(1공장)으로 들여와 연료봉 제작에 활용된다"고 설명했다.
연료봉 제작, 소결체 장입, 연료봉 검사, 연료집합체 제조 등의 공정으로 이뤄지는 1공장에는 드문드문 몇 명의 사람이 각 라인에서 작업하고 있을 뿐, 거의 모든 공정이 자동화돼 운영되고 있었다. 여기서 생산되는 연료봉(직경 9.5㎜, 두께 0.57㎜, 길이 4m)은 원자력 연료가 원자로 내에서 연소할 때 핵분열에너지를 방출하는 모체 역할을 한다. 연료봉은 지르코늄 합금으로 제작된 피복관, 위와 아래 구멍을 막는 상하부 봉단마개, 압축 스프링, 소결체 등으로 구성된다.
특수 가공과 용접을 통해 먼지와 습기 등의 불순물을 제거해 만들어진 연료봉에는 우라늄 소결체가 장입되고, 연료봉 한쪽 끝에 소결체가 흔들리지 않고 자리를 잡을 수 있게 압축 스프링을 넣은 후, 헬륨 가스를 주입한 후 상부봉 마개를 전기저항용접으로 완전 밀봉하면 완성된다.
한전원자력연료는 1일 1400개 연료봉을 생산하는 규모를 갖추고 있다. 현재는 국내외 원자력 연료 공급 확충을 위해 제3공장을 건설하고 있다.
연료봉 다발을 일컫는 집합체 1개에 들어가는 연료봉 수는 한국표준형 원전용 개량연료(PLUS7)에는 236개, 웨스팅하우스형 개량 원자력연료(ACE7)에는 264개가 들어간다. 연료봉 안에는 9만개가 넘는 소결체가 장입된다. 집합체의 수명은 64개월로, 18개월에 한 번씩은 타지 않은 부위가 탈 수 있도록 방향을 바꿔줘야 한다. 연탄불을 갈아 주는 것과 같은 원리다.
이런 복잡한 절차를 거쳐 만들어진 연료봉은 우라늄 농축도, 소결체 장입길이 및 간격, 스프링의 장입 유무 등을 비파괴 검사장치로 검사를 마친 후, 집합체에 넣어져 최종 출고된다.
집합체 1개의 전력 생산량은 시간당 1억6000만㎾로, 우리나라 5만 가구가 1년 동안 쓸 수 있는 양에 해당한다. 이 회사는 우리나라가 수주해 아랍에미리트(UAE)에 건설하고 있는 원전 1호기에 원자력연료를 이미 공급했으며, 2∼4호기에도 수출할 예정이다.
정상봉 한전원자력연료 사장은 "지난 38년 동안 원자력연료 제조 및 설계 기술을 국산화한 저력을 바탕으로 고성능·고품질 연료를 국내 원전과 UAE 등 해외 원전에 공급하는 데 최선을 다할 것"이라며 "이를 바탕으로 세계 원자력연료 시장을 선도하는 글로벌 원자력연료 회사로 발돋움해 나가겠다"고 말했다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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