전 세계 연구로에 공급 기대…年 300억 수출 전망
국내 연구진이 개발한 ‘연구용원자로 핵연료’가 국제 공동연구를 통해 세계 시장 진출에 나선다. 우리나라가 이미 수출에 성공한 연구용원자로에 핵연료까지 패키지로 묶어 공급할 수 있는 길이 열릴 것으로 기대된다.
한국원자력연구원(원장 박원석)은 2018년부터 개발한 고밀도(5.3 gU/cc) 저농축 우라늄(LEU) 실리사이드 판형핵연료의 성능 검증을 위해 지난달 31일 벨기에 원자력연구소(이하 ‘SCK CEN’)와 공동 연구를 수행하는 협약을 맺었다고 1일 밝혔다.
이번 협약에 따라 연구원은 SCK CEN이 보유하고 있는 100MW급 고성능 연구로 BR2에 고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료를 장전한 뒤 시험을 진행한다.
통상 고성능 연구로는 높은 출력을 내기 위해 농축도 90% 이상의 고농축 우라늄(HEU)을 연료로 사용하는데, SCK CEN은 국제사회의 고농축 우라늄 사용 최소화 노력에 발맞춰 저농축 우라늄 핵연료를 개발 중이다. 하지만 일반적으로 사용되는 농축도 20% 미만의 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료는 출력 밀도가 부족해 고성능 연구로에서는 사용이 불가능하다.
원자력연구원은 세계 유일의 ‘원심분무 핵연료 분말 제조기술’을 적용해 밀도가 높은 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료를 개발하는데 성공했다. 원심분무 핵연료 분말 제조기술은 최대 2000도 고온의 진공상태에서 우라늄실리사이드를 녹여 고속 회전하는 원판 위에 분사함으로써 원심력을 이용해 미세하고 균일한 분말을 대량으로 생산한다. 95%이상의 수율(투입량 대비 완성품 비율)을 보여 프랑스 등 경쟁국에 비해 불량률이 낮고 가격 경쟁력이 높다.
사업 총괄책임자인 연구로핵연료부 정용진 부장은 “연구원이 개발한 핵연료는 저농축우라늄을 사용해도 원심분무분말의 특성으로 고밀도로 제조가 가능해 고성능 연구로의 높은 출력을 유지할 수 있다는 점에서 벨기에로부터 그 우수성을 인정받아 공동연구 협약을 체결하게 됐다”고 설명했다.
향후 5년간의 공동연구를 통해 핵연료의 성능 검증이 성공적으로 완료되면 연구원은 우라늄실리사이드 판형핵연료를 사용하는 세계 대부분의 연구로에 핵연료를 공급할 수 있는 자격을 획득한다. 세계적인 핵연료 공급사들과 어깨를 나란히 하게 되는 것이다. 현재 연간 3000억원에 달하는 우라늄실리사이드 핵연료의 시장 규모를 고려했을 때 10% 해당하는 300억원 이상의 수출을 달성할 수 있을 것으로 연구원은 기대하고 있다.
최기용 하나로중성자연구단장은 “이번 벨기에와의 공동연구를 통해 고밀도 우라늄실리사이드 판형핵연료의 성능이 국제사회에서 검증된다면 우리나라가 연구로 공급국으로서 핵연료까지 패키지로 상품화해 세계 연구로 건설 시장에서 뛰어난 수주 경쟁력을 확보할 수 있을 것”이라고 말했다.
