미국 GE Hitachi Nuclear Energy(GEH)가 스웨덴 Oskarshamn 원전 1,2호기 원자로 내장품을 해체하는 3년 짜리 계약을 수주했다. 2016년 12월 19일 원전 운영사인 OKG AB와 맺은 계약에 따라서  GEH가 원자로 2기의 압력관 내장품을 최종 처분하는 작업을 맡게 되었다. 이 작업은 해체, 절단, 그리고 최종 처분을 위한 포장 과정으로 이루어진다.

Oskarshamn 2호기의 내장품 해체작업은 2018년 1월에, 1호기 해체작업은 2019년에 시작될 것으로 예상된다. 해당 해체작업은 2020년 초반에 완료될 예정이다. GEH측은 해당 프로젝트는 유럽 원자로 해체사업에 진출하는 돌파구적인 프로젝트이며 GE와 (구)Alstom의 글로벌 공급망으로 구성된 ‘GE store’의 풍부한 자원을 활용해 세계 자력계에 최상의 안전성과 가성비가 뛰어난 서비스를 제공하게 될 것이라고 밝혔다.  

OKG의 대주주인 독일 EOn은 2015년 10월 Oskarshamn 1호기와 2호기가 영구적으로 폐쇄될 것이라고 밝힌 바 있다. 3호기는 이 결정과 무관하다. 또한 1호기가 2017년과 2019년 사이에 폐쇄될 것이고 2호기에 또한 더 이상의 투자는 없을 것이며 원자로도 재가동되지 않을 것이라고 밝혔었다. 더불어 2016년 2월 OKG는 2017년 6월 말 예정된 계획정지를 시작으로 Oskarshamn 1호기를 폐쇄하기로 결정했다고 밝혔다.

473 MWe 용량의 비등수형 경수로(BWR, boiling water reactor)인 Oskarshamn 1호기는 1972년부터 가동되었으며 638 MWe 용량의 BWR인 Oskarshamn 2호기는 1974년에 첫 가동을 시작한 바 있다. 1,400MWe 용량의 BWR인 Oskarshamn 3호기는 1985년에 처음 가동되었다. 

OKG측은 2045년까지 Oskarshamn 3호기가 기후변화에 적합한 전력을 생산하기 위한 조건 중 하나로 Oskarshamn 1,2호기 해체작업이 안전하고 효율적으로 이루어져야 한다고 밝히면서 이 계약 서명이 해당 작업에 진일보가 되었다고 평가했다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 해체, 오스캬샴, 비등수형경수로 2. dismantling, Oskarshamn, boiling water reactor (BWR)

3D 프린팅이라고도 불리는 적층제조(additive manufacturing, AM) 기술을 적용하면 소형 모듈라 원자로(SMR) 제작 시간을 크게 단축할 수 있고 부피가 작은 부품과 재료 성능 분석 등에서 경쟁력을 향상시킬 수 있다는 전문가 의견이 제시되었다.

지난 3월, 영국 정부는 최고의 SMR 설계를 찾는 경합을 개최한 것을 비롯하여 2015~20220년 사이에 SMR 첨단 제조 프로그램에 3,000만 달러를 포함하여 원자력 연구개발 기금 2억 5,000만 파운드를 투자한다고 약속했다. 이 연구개발 프로그램의 일부로 원자력 첨단제조 연구센터(Nuclear AMRC)가 AM 공정의 효율과 품질을 연구하고 있다.

AM 기술은 SMR 원자로의 주요 부품 생산 시간을 단축하고 상업적으로 경쟁력을 갖추게 해준다. SMR 원자로 압력 용기는 기존 제작 기술을 사용할 경우 3년이 걸리는데 비해 AM 기술을 적용할 경우 6개월 이내에 완성할 수 있다. 더 나아가 AMRC는 AM 공정, 장비, 품질, 부품 추적성에 관한 정보 데이터베이스를 구축할 계획이다.

미국 원자력계도 AM 기술이 비용과 조달 시간에 어떤 영향을 주는지 검토하고 있다. GE 히타치 원자력(GEH)은 6월 22일 에너지부가 200만 달러를 투입하는 AM 연구를 주도한다고 발표했다. GEH는 AM으로 만들어진 부품을 아이다호 국립연구소에서 방사선 조사 시험을 진행하고 있다.

GEH의 AM 장비는 400 세제곱밀리미터 이하의 어떤 부품도 제작할 수 있다. 첨단 잔해물 필터, 제트 펌프 내진동 부품 등이 유력한 후보다. 또한 새로운 발전소에 사용될 미세 운동 조절 제어봉 구동기(FMCRD)를 제작하는데 사용할 수 있고 대형 3D 프린터를 개발하면 더 큰 부품도 생산할 수 있는 것으로 알려졌다.

미래의 안전하고 효율적으로 전기를 공급할 수 있는 소형 모듈라 원자로에 대한 연구개발이 진행되고 있는 가운데, 제작 기술에서도 3D 프린팅과 같은 신기술 적용으로 보다 저렴하고 빠르게 고품질의 부품을 개발할 수 있을 것으로 보인다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 소형모듈라원자로;적층제조;3D 프린터 2. SMR;additive manufacturing;3D printer

- 기조연설 및 대요르단 원전수출 방안 협의 - 

□ 교육과학기술부(장관: 안병만)는 4월 20일(월), 중국에서 개최되는 국제 원자력 장관급회의(International Ministerial Conference on Nuclear Energy in the 21st Century)에 안병만 장관, 한국원자력연구원장 등으로 
구성된 대표단을 파견할 예정이라고 밝혔다.

○ 동 회의는 지난 2005년에 이어 IAEA와 OECD가 공동주최하는 회의로, 미국, 일본, 요르단 등 30개국의 
각료급 인사가 참여하여3일간(4.20-22) 북경에서 개최되며,

- 21세기 화석연료 자원의 고갈 및 기후변화 등에 대비하여 지속성장을 위한 원자력 발전(發電)의 확대 및 
원자력의 미래 역할에 대해 논의할 예정이다.

○ 안병만 장관은 20일(월) 오전, 기조연설을 통해 각국 대표들에게 한국의 발전된 원자력 기술을 소개하고, 
세계 원자력의 평화적 이용에 동참하기 위한 한국의 활동 및 협력의지를 적극 피력할 계획이며,

○ 또한 IAEA 사무총장을 만나 북한의 IAEA 사찰관 추방 및 북핵 활동 재개 움직임에 우려를 표하고, OECD 사무
총장과 한국의 경제위기 극복을 위한 OECD 혁신전략 등에 대해 논의할 예정이다.

○ 아울러, 요르단 원전건설 추진을 총괄하는 칼리드 투칸(Khaled Toukan) 요르단 원자력위원장을 만나 한국의 
원전 건설 및 운영의 경험과 기술력 등 우수성을 적극 알리고 한국형 원전이 요르단에 진출할 수 있도록 지원을
 촉구할 예정이다.

□ 한편, 북경에서는 본 회의 개최와 동시에 각국의 원자력기술을 홍보하는 기술전시회가 연계 개최될 예정인 바, 한국은 한국전력, 한국수력원자력, 두산중공업, 한국원자력연구원을 중심으로 전시회에 참가하여 SMART 등 한
국의 우수한 원자력 기술을 선보일 예정이다.

□ 안병만 교육과학기술부 장관은 저탄소 녹색성장을 위한 원자력의 역할을 강조하고, 금번 회의를 한국의 우수한 원자력 기술력과 경쟁력을 적극 홍보하여 점차 확대되는 세계 원자력 시장에서 한국의 원자력이 설계·건설·운영 등 모든 분야에서 높이 평가받을 수 있는 기회로 활용할 것이라고 밝혔다.

<자료문의> 
☎ 2100-6969 원자력협력과 과장 , 사무관 손승연 



 

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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캐나다 OPG사(Ontario Power Generation)의 Darlington 원자력발전소가 BWXT사(BWX Technologies Inc.)가 개발한 신형 Tc-99m(Technetium-99m) 발생기를 이용해 Mo-99(Molybdenum-99)을 생산할 계획이다. 이렇게 되면 Darlington 원전은 CANDU형 중수로원전으로는 세계 최초로 Mo-99을 생산하는 대형 상용원전이 된다.

BWXT사는 2018년 5월 Tc-99m 발생기를 통해서 Mo-99을 생산할 수 있는 혁신적인 프로세스를 개발했으며 상용 개발단계에 들어갔다고 밝힌 바 있다. 이 프로세스 중 핵심적인 요소는 Molybdenum 표적핵에 중성자를 조사하는 것으로 이를 통해 Mo-99를 장기적으로 신뢰성있고 연속적으로 공급할 수 있다.

BWXT사는 2018년 6월 20일 OPG사의 자회사인 CNP사(Canadian Nuclear Partners)를 중성자 조사서비스(irradiation service) 기관으로 선정했다면서 현재 세부조건을 협의하고 있다고 밝혔다.

의료용 방사성동위원소 표적핵을 Darlington 원전이 가동 중일 때 원자로에 삽입하거나 회수할 수 있어서 Mo-99를 연속적으로 공급할 수 있다. 천연우라늄 핵연료를 사용하는 CANDU 원자로를 Mo-99 생산에 사용하면 농축우라늄 표적핵을 조사해서 Mo-99를 생산하던 기존 방식에 대비할 때  핵확산 위험도 배제할 수 있다. 규제당국의 승인 시기에 따라 달라질 수 있지만 실제 Mo-99 생산의 2019년 말에 시작될 수 있을 것으로 예상된다.

Mo-99은 의료용영상 획득을 위해 세계적으로 가장 널리 사용되는 방사선핵종인 Tc-99m을 생성하는데 사용된다. Tc-99m과 Mo-99은 모두 짧은 반감기를 갖고 있어서 생산한 후 신속히 사용해야 한다. 따라서 안정적인 공급체계가 필요하다. Mo-99는 주로 일부 연구로에서 생산되어 왔으며 캐나다 NRU 연구로가 2018년 퇴역을 앞두고 영구정지한 2016년 이후 북미지역에는 지역 내 대규모생산자가 없어 수급이 불안정한 상태였다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 대형 상용원전,의료용 방사성동위원소,핵확산 위험 2. large-scale commercial nuclear power plant,medical isotope,proliferation risk

인도의 Kaiga 원전 1호기가 발전용 원자로 연속운전 분야에서 세계 기록을 경신했다. 가압중수로(PHWR, pressurised heavy water reactor) 원전인 이 원자로는 2016년 5월 13일부터 941일 간의 연속운전 기록을 수립한 것이다. 이 기록은 원자로 노형을 불문하고 세계 최장 기록이다.

이전 기록을 갖고 있던 원전은 개량형 가스냉각로(AGR, advanced gas-cooled reactor)인 영국 Heysham II원전의 2호기로 2016년 9월 계획예방정비를 위해 계통병해 할 때까지 940일이 연속운전 기록을 달성한 바 있다.

인도 원자력부(DAE, Department of Atomic Energy)는 2018년 12월 10일 오전 9시 20분 Kaiga 원자력발전소(KGS, Kaiga Generating Station) 1호기가 941일 동안의 비정지 연속운전을 기록함에 따라 인도를 세계 어떤 원자로형에서 독보적인 최장 연속운전기록 보유국으로 만들었다고 밝혔다. 이 기간 동안 이용율은 99.4%에 달했다고 DAE는 덧붙였다.

인도 Karnataka 지역의 Kaiga 원전부지는 인도가 직접 설계한 4시의 220 MWe급 PHWR가 설치되어 있다. Kaiga 원전 1호기는 2000년 상업운전을 시작한 바 있다. 지난 10월 이 원자로는 PHWR형 원자로 중 이전 최장 연속운전기록보다 하루 더 긴 895일로 경신한 바 있다. 이전 기록은 캐나다의 Pickering 원자력발전소의 7호기가 1994년에 수립한 894일 무정지 연속운전이었다.

PHWR과 AGR은 모두 원자로 정지없이 핵연료를 재장전할 수 있도록 설계되어 있다. 인도원자력공사(Nuclear Power Corporation of India Ltd.)는 자사가 소유한 원전 3기가 장기간 운전되고 있다고 밝혔다. 이들 원전은 세계기록 경신 후 여전히 운전을 지속하고 있는 Kaiga 1호기, Rajasthan 3호기 및 Rajasthan 5호기로 Rajasthan 3,5호기는 2년 이상 연속운전을 이어나가고 있다고 밝혔다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 연속운전,발전용 원자로,계획예방정비 2. continuous operation,nuclear power reactor,scheduled maintenance outage

미국 신규원전 프로젝트인 Vogtle 신규원전에 첫 번째 원자로냉각재펌프(RCP, reactor coolant pump)가 설치를 위해 인양됨으로써 미국 내 AP1000형 원자로 건설 프로젝트에 새로운 핵심마일스톤을 달성하게 되었다. 무게가 각각 170 톤에 달하는 4대의 RCP 중 첫 번째 펌프는 현재 Georgia주 Waynesboro 인근에 있는 Vogtle 원전 3호기 격납건물 안에 있다.

RCP는 증기발생기에 장착될 예정이며 증기발생기의 물을 원자로 압력용기로 순환시켜 원자력발전소 안전운전을 위해 충분한 열을 전달함으로써 원자로냉각재계통(RCS, reactor coolant system)에서 핵심적인 역할을 수행하게 된다.

Vogtle 3호기에서 진행된 다른 마일스톤에는 격납건물 외벽을 따라 차폐건물 판넬 설치를 완료한 것이 있는데 이는 거의 절반이 철로 되어 있으며 이로써 콘크리트 건물이 제자리를 잡게 되었다. 격납건물 내 운전 데크를 구성하는 최종 모듈도 현재 설치가 완료된 상태다.

Vogtle 4호기에서는 60여 시간에 걸쳐 원자로 격납건물 내에 1,500 입방미터에 달하는 콘크리트 타설이 이뤄졌는데 이는 증기발생기와 가압기를 설치하기 위한 준비의 일환이다.

Vogtle 원전 3호기 건설은 지난 2013년 3월 착수되었고 4호기는 같은 해 11월에 착수된 바 있다. 모두 Southern Company의 자회사인 Southern Nuclear사 및 Georgia Power사가 Westinghouse사의 부도에 따라 건설프로젝트 관리를 지난 해 맡게 되었다. 한편, Vogtle 3호기는 현재 계획으로는 2021년 11월, 4호기는 2022년 11월에 상업운전이 가능할 것으로 전망된다.

첫 RCP 설치가 진행됨에 따라 원자로공급사인 Westinghouse사의 부도에 따라 주춤했던 Vogtle 3,4호기 신규원전건설 프로젝트가 추진에 탄력을 받으면서 새로운 전기를 맞고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 건설프로젝트, 원자로냉각재펌프, 증기발생기 2. construction project, RCP(reactor coolant pump), steam generator

호주와 중국의 연구자들이 용융염 원자로(MSR, molten salt reactor)에 사용될 새로운 차원의 물질에 대한 기계적 특성을 파악하는데 진전을 거뒀다. 호주 원자력과학기술기구(Ansto, Australian Nuclear Science and Technology Organisation)측은 니켈 몰리브덴 금속 분말에 탄화규소 입자가 첨가 된 NiMo-SiC 합금이 부식 저항성과 방사선 손상 저항성이 우수하다고 밝혔다.

현재 운전되고 있는 상용 MSR은 없지만 Antso와 파트너십 계약을 맺은 상하이 응용물리학 연구소(Sinap, Shanghai Institute of Applied Physics)는 MSR과 토륨 에너지 연구개발 프로그램을 진행하고 있다. 탄화규소 함량을 달리한 다수의 Ni-MoSiC 합금 시편을 Sinap 실험실에서 준비하였다. Antso측은 MSR의 구조재는 고온에 강해야 하고 방사선에 내성이 있어야 하며 부식에도 강해야 한다고 밝혔다. 최근 발표된 논문에 따르면 NiMo-SiC 합금은 NiMo 매트릭스의 침전, 분산 및 고용체 강화 과정을 거쳤기 때문에 우수한 기계적 특성을 보유하고 있는 것으로 알려졌다.

해당 강화 과정에는 기계적 합금화, 스파크 플라즈마 소결, 급냉, 고온 어닐링 등이 포함된다. 니켈에 탄화규소 입자를 첨가할 때 나타나는 분산 강화 이점은 잘 알려져 있지만 고온 강도가 낮은 MSR에 적용했을 경우에는 효과가 뛰어나지 않았다. 이 문제는 새로 NiMo-SiC 합금을 개발하여 탄화규소 입자 사이의 공간을 채워 전위 운동을 방해하는 규화니켈 나노 입자를 대체하여 해결되었다.

이 합금은 분말 야금공정을 통해 개발되며 탄화규소와 규화니켈은 NiMo 매트릭스 내에 균일하게 분포되어 있는데, 이러한 탄화규소 입자의 균일한 분포는 표준 야금공정을 사용하여 생성할 수 없다. Antso측은 이러한 합금의 강도는 실리콘 카바이드 입자에 의한 분산 강화, 규화니켈에 의한 강수 강화 및 몰리브덴에 의한 고용체 강화의 조합에 기인한다고 밝혔다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 부식저항성, 방사선손상저항성 2. corrosion resistance, radiation damage resistance

인도, 호주와 ‘전략적’ 연대를 천명하다

인도와 호주 양국은 ‘전략적’ 제휴관계를 추진할 것을 맹세하고 경제, 국방, 에너지 등 여러 분야에서 협력을 강화하기로 결정하였다. 호주가 인도에 우라늄 판매를 거절한 이후 나온 소식이어서 더욱 눈길을 끈다.

인도 외무장관 프라나브 무크헤르제(Pranab Mukherjee)는 현재 인도 뉴델리를 방문 중인 호주 외무장관 스티븐 스미스(Stephen Smith)와 만난 자리에서, 호주가 최근 개최된 원자력공급국회의(NSG: Nuclear Suppliers Group) 회담에서 인도에게 예외를 허가한 “건설적이고 긍정적인” 역할을 해준 것에 대해 사의를 표명하였다.

상기 NSG 회담에서 호주는 인도의 입장을 지지하였으나, 세계 최대의 우라늄 보유국으로서 인도에 우라늄을 제공하지 않겠다는 기존 입장을 고수하였다. 아직까지 인도는 NPT 조약 가맹국이 되지 못하였다.

그러나 호주는 핵 이외의 분야에서 인도와 협력할 것을 강력히 시사하였다.

양국의 장관들은 회담 후 발표한 공동 성명서에서, 경제, 정치, 국방, 과학 등 다채로운 분야의 이슈를 폭넓게 논하고, 양국의 관계를 ‘전략적 제휴’의 차원으로 높이며 이러한 목표 달성을 위해 서로 협력하기로 합의하였다고 밝혔다.

양국은 자유무역협정(FTA: Free Trade Agreement)안에 관하여 진행 중인 실행가능성 연구를 올해 안에 마무리하고 양국 정부가 권고를 숙려한 뒤 이후의 단계를 결정하기로 합의하였다.

상기 공동 성명서에서는 양국이 상보성 관계에 놓일 경우, 양국 모두에서 더 많은 사업 기회가 창출될 것이라고 하였다.

양국 장관들은 각자 오랫동안 견지해 온 핵 비확산 공약을 되풀이하고 비확산 및 무장해제 체계를 전 지구적으로 강화해 나가기로 합의하였다.

또 양국은 에너지와 자원에 관한 양자 협력을 한층 강화하기 위하여 공동실무단체(Joint Working Group)의 감독 하에 전략 문서를 지속적으로 개발해나가기로 합의하였다.

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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캐나다원자력연구소(CNL, Canadian Nuclear Laboratories) 보유한 연구능력을 총 결집하여 전 세계 원전에 대해 지속가능하고 장기적인 운전을 지원하기 위해 원자로지속가능센터(CRS, Centre for Reactor Sustainability)를 설립했다고 밝혔다.

CNL 측은 CRS가 원전의 신뢰성과 강요성을 유지하는데 필요한 기술을 활용하여 원자력발전소를 혁신하는 미션을 수행하는 가상 센터로서 역할할 것이라고 밝혔다. 이 신규센터는 혁신적인 기술과 검사서비스를 통해 원자로의 수명연장과 장기적 운전, 발전소 현대화 등을 지원함으로써 원자력발전소를 더 효율적이며 신뢰성 있는 발전소로 만드는데 도움을 줄 것이라고 덧붙였다.

CRS는 CNL이 보유한 특수 지식 및 경험을 발전회사 및 그 공급자에게 아래 5가지 핵심연구 분야에 제공할 예정이다. 5가지 분야란 1) 조사후검사기법을 포함한 수명관리(ageing management), 2) 연료특성 기술, 3) 운영지원 및 고장대응, 4) 화학분야 제어, 감시 및 최적화, 5)특별검사 및 정비도구 등이다.

CNL이 보유한 쵸크리버연구소(Chalk River Laboratories)는 원전 수명연장 및 효율 분야 지원에서 명성을 갖고 있다고 CNL 측은 밝혔다. 또한 CNL과 원자력분야 공급망이 함께 원자로의 지속가능성 제고에 통합된 접근을 함으로써 원전의 안전운전과 더불어 비용을 절감하고 효율을 향상시킬 수 있을 것이라고 덧붙였다.

CNL 측은 원자력산업계는 지속적으로 경제성을 유지하기 위해 혁신이 필요하다면서 CRS가 가장 어렵고 특수한 문제를 해결하는데 방법론과 전문성을 제공할 것이며 전 세계 원전의 지속가능성을 유지하는데 도움이 될 것이라고 밝혔다. 또한 CNL 측은 원전의 지속가능성이란 운전허가 갱신이나 수명연장을 넘어 원전의 경제성도 제고 하는 것이라고 설명했다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자로지속가능센터, 수명연장, 조사후 검사 2. CRS(Centre for Reactor Sustainability), life extension, post-irradiation examination