원자력연, 실증 시설 구축…원전 부품 소재 안전성 직접 검증

원전 내부 동일 환경서 방사화된 소재 직접 실험 길 열려

실증시험시설 테스트하는 연구원./한국원자력연구원

중성자에 노출돼 방사능을 갖게 되는 방사화 소재를 직접 실험할 수 있는 시설이 국내 최초로 구축됐다.

한국원자력연구원은 지난 27일 원전 내부와 같은 고온·고압 환경에서 중성자에 의해 방사화된 소재의 열화 현상을 평가할 수 있는 '조사재료 열화평가 실증시험시설'(H-MAP)을 준공했다고 28일 밝혔다.

원자로 계통의 주요 구조부품은 고온·고압의 냉각재 환경에 지속해 노출된다.

핵연료와 근접해 있는 부품의 경우 많은 양의 중성자에 노출돼 화학적·물리적으로 성질이 나빠지는 열화 현상이 발생할 수 있다.

재료에 균열이 발생하고 부식이 빨라지는 조사유기응력부식균열(IASCC)은 전 세계적으로 원전 내부 구조부품에서 다수 발생한다고 보고돼 원인 규명을 위한 많은 연구가 진행되고 있다.

원자력연 재료안전기술연구부 최민재 박사 연구팀은 원전 내부와 동일한 환경인 최대 온도 360도·압력 200기압 이상에서 중성자 조사재료의 부식 균열 및 부식 속도 측정 등 열화평가 시험을 할 수 있는 시설을 구축했다.

연구팀은 중성자 조사재료의 내부 특성을 평가할 수 있는 IASCC 실증장비를 개발하고, 일반시험구역에서 시운전을 통해 장비 운용 기술을 확보했다.

이번에 준공한 실증시험시설로 국내에서도 원전과 같은 환경에서 방사화된 소재를 직접 실험할 수 있게 됐다고 연구팀은 설명했다.

원전에서 장기간 사용된 부품 소재에 대한 평가 데이터를 확보해 재료 건전성 및 수명을 예측함으로써 원전의 안전성 향상에 기여할 수 있을 것으로 보고 있다.

김동진 재료안전기술연구부장은 "향후 시설 내에 정밀 가공설비, 3차원 디지털 현미경 등의 실험 장비를 추가 구축할 계획"이라며 "실증시험시설은 가동 원전의 안전성 향상뿐만 아니라 향후 소형모듈원자로(SMR) 등 차세대 원자로 부품 소재 기술 개발에도 크게 기여할 것"이라고 밝혔다.