공급사 낙찰 시 年 300억원 이상 경제적 이익 전망
국내 독자 기술로 개발한 연구로 핵연료가 최종 성능 검증 단계에 돌입했다. 검증에 성공하면 사상 첫 국산 연구로 핵연료 해외 수출 길이 열릴 전망이다.
20일 한국원자력연구원(원장 주한규)은 벨기에원자력연구소(이하 ‘SCK CEN’)와 국제공동연구로 수행 중인 ‘고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료’ 성능 검증 2단계를 시작했다고 밝혔다.
고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료는 핵 비확산을 위해 개발한 3세대 핵연료로 높은 우라늄 밀도를 가지며 고출력·고성능 연구로에서 사용할 수 있다. 보통 고성능 연구로에서는 고농축우라늄을 사용해 왔지만 국제 핵 비확산 정책에 의해 SCK CEN에서는 보유 중인 고성능 연구로 ‘BR2’에 맞는 고밀도 저농축 우라늄 핵연료를 개발해 사용하기로 결정했다. 현재 미국, 프랑스, 한국(원자력연구원)이 BR2 핵연료 개발 프로젝트에 참여 중이다.
앞서 원자력연구원은 과학기술정보통신부 ‘연구로 판형핵연료 수출 핵심기술 개발 및 실증 사업’의 일환으로 벨기에 고성능 연구로 BR2에서 평판형 핵연료판에 대한 1단계 성능 검증을 완료했다. 우라늄의 70% 이상을 연소하는 극한 조건에서도 방사능 누출이 없고 핵연료가 건전하게 유지돼 안정성이 뛰어나다는 것을 입증했다.
2단계에서는 평판형 핵연료 판을 곡면형으로 가공하고 실제로 BR2에서 잘 연소되는지 실험한다. 곡면형 핵연료 집합체는 우라늄 핵분열 시 발생하는 중성자를 중심부로 모을 수 있어 중성자 밀도를 더 올릴 수 있다.
현재 연구로용 고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료 제조 기술을 보유한 국가는 한국과 프랑스, 미국뿐이다. 특히 한국은 원자력연구원이 자랑하는 세계 유일의 ‘원심분무 핵연료 분말 제조기술’을 보유하고 있어 파쇄분말을 사용하는 프랑스, 미국의 핵연료보다 안정성이 우수한 장점이 있다.
2025년 말까지 진행되는 2단계 연구는 사실상 핵연료 공급자 시장 진입 전 최종 검증 단계라고 원자력연구원은 설명했다. 성능 검증 성공 시 BR2 연구로의 핵연료 공급 입찰 자격을 얻을 수 있다. 하나로(HANARO)용 연구로 핵연료를 2004년 캐나다 AECL에서 수입한 이래 사상 최초로 우리가 만든 연구로용 핵연료를 해외에 수출할 수 있는 기회를 확보하는 셈이다. 공급사로 낙찰되면 연간 3000억원인 연구로 핵연료 시장 규모를 고려할 때 연 300억원 이상의 경제적 효과가 기대된다.
김명섭 원자력연구원 하나로이용연구단장은 “핵연료 제조에 대한 높은 이해와 적극적인 투자로 단기간에 수출용 고밀도 저농축 우라늄실리사이드 핵연료판 및 곡면형 핵연료 집합체 개발을 성공적으로 완수할 수 있었다”며 “벨기에 SCK CEN과의 공동연구를 통해 연구로 핵연료 시장 전체를 포괄할 수 있는 제조 능력을 확보하겠다”고 말했다.
