'국내개발' 우라늄-몰리브덴 판형 핵연료집합체, 美국립연구소서 성능검증 착수

우라늄-몰리브덴(U-Mo) 판형 핵연료집합체를 미국 INL 고성능시험로에 장전한 모습. [사진=한국원자력연구원 제공]

아주경제 최서윤 기자 = 한국원자력연구원은 지난달 26일 우라늄-몰리브덴(U-Mo) 판형 핵연료집합체를 미국 아이다호국립연구소(INL) 고성능시험로(ATR·Advanced Test Reactor)에 성공적으로 장전해 성능시험에 착수했다고 3일 밝혔다.

우라늄-몰리브덴 핵연료는 연구원이 원심분무 분말 제조기술을 이용해 세계 최초로 개발한 것으로, 성능검증이 마무리되면 부산에 건설 중인 수출용 신형 연구로에 적용될 예정이다. 연구원은 독자적으로 보유하고 있는 ‘원심분무 핵연료 분말 제조기술’과 그동안 축적한 판형 및 하나로 봉형 핵연료 설계‧제조 기술을 융합해 약 4년간 우라늄-몰리브덴 판형 핵연료를 개발했다. 원심분무 핵연료 분말 제조기술은 단위 부피당 우라늄 밀도를 크게 높여 농축도 20% 이하의 저농축 우라늄(LEU)으로도 고성능을 낼 수 있는 것이 특징이다.

우라늄-몰리브덴 핵연료는 U-Si 핵연료보다 우라늄 밀도가 높아 고농축 우라늄 대신 저농축 우라늄으로 대체가 가능해 핵비확산성이 높다. 고밀도를 기반으로 고출력·고연소도를 구현해 연구로의 성능과 효율을 높일 수 있다.

INL은 우라늄-몰리브덴 판형 핵연료 개발과 성능 검증의 국제 신인도를 제고하기 위해 공동연구자로 참여하고 있다. INL은 2013년 7월 공동연구 계약을 체결한 후 조사시험을 위한 설계와 안전성분석을 수행했다. 향후 조사시험 및 조사후시험을 진행할 계획이다.

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우라늄-몰리브덴 핵연료는 기존 U-Si 핵연료에 비해 주기길이가 획기적으로 향상돼 연구로 가동률을 약 50% 높이는 기대효과가 있다. 연구원은 이러한 기술경쟁력을 바탕으로 향후 우라늄-몰리브덴 판형 핵연료의 해외 공급도 추진할 계획이다.

김종경 연구원 원장은 “이번 공동연구는 원자력연구원이 세계 최초로 개발한 U-Mo 판형 핵연료의 신인도를 국제적으로 높일 것”이라며 “기장 신형연구로의 성공적인 건설·가동에도 이바지할 것으로 기대된다”고 말했다.