연구용원자로 '하나로', ‘세계 최고 수준되다’

국내 첫 냉중성자 생산 성공…핵연료 종합성능시험 완료 등 가능한 모든 기능 갖춰

[아시아경제 최장준 기자] 연구용 원자로 하나로(HANARO)가 냉중성자 생산에 성공하고 핵연료 검증기능을 갖는 등 세계 최고의 다목적 연구로로 거듭났다.

한국원자력연구원은 25일 연구용 원자로 하나로(HANARO)에 냉중성자 연구시설 설치를 마무리, 국내 처음 냉중성자(cold neutron)를 만드는 데 성공했다고 밝혔다.

또 원자력발전소 핵연료의 성능을 종합검증할 수 있는 핵연료 노내조사시험설비(FTL, Fuel Test Loop)도 마련, 종합성능시험을 끝마쳤다.

원자력연구원은 2003년 냉중성자 실험시설 마련에 들어가 2008년 11월 냉중성자 시설계통, 2009년 7월 수조내기기 설치, 시운전을 거쳐 1초당 단위면적(㎠)당 1억 개의 냉중성자를 방출하는 데 성공했다.

핵연료 노내조사시험설비(FTL)는 연구용 원자로 내부에 원자력발전소와 같은 온도(350도), 압력(175기압), 유량, 수질 및 중성자속을 실현, 핵연료의 종합성능을 마지막으로 확인할 수 있는 실증시험시설이다.

노내조사시험설비는 2001년 12월 개념설계에 들어가 ▲2004년 상세설계 완료 ▲2007년 3월 설치공사 완공 및 시운전 ▲2009년 10월 완공됐다.

냉중성자실험시설과 노내조사시험설비는 한국원자력안전기술원(KINS)에 인·허가를 신청 중으로 절차가 끝나는 대로 본격 가동된다.

이에 따라 하나로는 1995년 첫 임계(핵분열에서 생기는 중성자와 흡수·누설로 없어지는 중성자가 평형을 이뤄 연쇄반응이 이어지는 상태)에 이른 지 15년만에 연구용 원자로의 모든 기능을 갖추게 됐다.

냉중성자는 하나로에서 만들어진 에너지 높은 열중성자를 영하 259도의 액체수소를 이용, 극저온화한 것.

하나로의 냉중성자품질은 프랑스 ILL, 독일 FRM-2에 이어 세계 3위 수준으로 전용 산란장치가 마무리되면 국내 나노 및 바이오연구에 큰 변화를 가져올 전망이다.

한국원자력연구원은 최대 7기의 냉중성자 산란장치를 마련, 나노소재 원천기술개발, 난치병치료용 약물전달 물질 개발 등 BT(생명공학), IT(정보통신)분야의 융·복합연구를 촉진할 계획이다.

하나로는 노내조사시험설비 완공으로 원자력발전소의 경제성을 크게 높일 신형 핵연료개발과 핵연료의 안전성 확보에 중요한 역할을 맡게 됐다.

원자력발전소용 핵연료는 상용원전에 장착하기 전 연구용 원자로를 이용한 연소시험을 꼭 거쳐야 한다. 그러나 지금까지는 국내에 이런 설비가 없어 신형핵연료 성능을 외국기관에 의존해왔기 때문이다.

한국원자력연구원은 노내조사시험설비를 이용, 개발 중인 경수로용고연소도 핵연료 및 신형핵연료에 대한 조사시험을 벌일 계획이다.

한편 최근 일본원자력연구개발기구(JAEA)가 운영 중인 연구용원자로 JMTR(일본재료실험로)에 국내기술을 끌어들이겠다는 의사를 밝혀 우리나라 기술력을 국제적으로도 인정받게 됐다.

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최장준 기자 thispro@asiae.co.kr