인공지능 기반 이상 징후 탐지 시스템 적용
지난 2일 100주기 운전을 성공적으로 마무리하고 3주 동안의 정비를 마친 국내 유일의 연구용 원자로 ‘하나로’가 101주기 운전에 들어갔다.
한국원자력연구원(원장 박원석)은 지난 22일 시작한 하나로 101주기 운전을 내달 20일 완료할 계획이라고 24일 밝혔다. 하나로는 한 주기에 4주 가동하며, 주기 사이에 2~3주의 정비 기간을 갖는다.
하나로는 원자력연구원이 설계‧건조한 열출력 30MW급 고성능 다목적 연구용 원자로로 방사성동위원소 생산, 중성자 이용 등에 다양하게 활용돼오다 2018년 7월 운전 중 정지봉 공기압조절기 이상으로 정지한 바 있다. 이후 그 해 12월과 2019년 12월 시험운전에서도 두 차례 자동정지해 원인 조사와 해결, 가동 승인 과정을 반복하며 정상운전이 지연됐다.
원자력연구원은 정지 원인으로 밝혀진 냉중성자원 실험시설에 대한 점검 및 보수를 마치고 재발 방지 대책 수행을 완료해 지난해 5월 원자력안전위원회로부터 재가동 승인을 받았다. 같은 해 8월에는 하나로 안전성 강화를 위해 설비를 개선(전기 배전반 및 지진 감시반 교체)하고 10월 시험운전을 완료하는 과정을 거쳐 원자로 계통과 냉중성자원 실험시설의 안전성을 확인했다. 이어 지난달 7일부터 이달 2일까지 100주기 운전을 정상적으로 마치며, 3년 가까이 멈춰있었던 하나로의 재가동을 알렸다.
하나로 정상 가동으로 소아암치료용 방사성의약품에 쓰이는 I-131의 생산이 재개됐다. 앞으로 주당 12큐리(Ci, 1큐리는 라듐 1g의 방사선량)를 정기적으로 생산할 예정인데, 이는 소아암치료용 방사성의약품인 mIBG 국내 수요를 모두 충당하는 양이다.
그동안 수입에 의존하던 산업용 비파괴검사용 선원 Ir-192는 이번 101주기에 3만큐리를 생산한다. 연간 국내 비파괴선원 생산기업 수요인 약 20만큐리를 전량 충당할 수는 없지만 향후 생산량을 늘려갈 계획이다.
국내외에서 수요가 증가하고 있는 치료용동위원소인 Lu-177의 생산기술 개발도 본격 추진한다. 지난 3년간 하나로가 가동 정지된 동안에는 해외 연구용 원자로를 이용했지만 이제는 하나로를 이용해 동위원소 개발에 속도를 낼 수 있을 것으로 보인다.
한편 이번 101주기 운전에는 48건의 중성자빔을 이용한 국내 산·학·연의 실험이 예정돼 있다. 앞으로 하나로가 안정적으로 운영될수록 기초연구나 산업기술 개발을 위한 외부 기관의 빔타임 배정 제안은 점점 증가할 것으로 예상된다.
중성자조사시험 분야에서는 101주기에 핵융합로용 재료와 기장연구로용 핵연료의 노내 시험을 100주기에 이어 계속 수행한다. 의료용 동위원소 생산을 위한 고밀도 Fission Moly Target(Mo-99 생산용 핵분열성표적) 노내 시험과 원자력발전소에 적용을 목표로 개발 중인 장수명 노내계측기의 핵심재료인 SPND(Self-Powered Neutron Detector․자기출력형 중성자 검출기)의 연소시험도 예정돼 있다.
중성자방사화분석 분야에서는 국내 대도시에 유입되는 미세먼지의 특성 평가를 통한 오염원의 추적을 위해 서울 및 대전 지역에서 포집한 다량의 미세먼지 및 초미세먼지에 존재하는 미량원소를 분석하는 업무가 본격적으로 시작된다. 차세대 반도체 소자로 각광받고 있는 SiC(Silicon Carbide․탄화규소)에 대한 극미량 분석 기술 확립을 위한 연구도 수행한다.
연구원은 하나로 101주기 운전 시작 전 정비기간 동안 인공지능(AI) 기반 이상 징후 탐지 시스템을 적용했다. 과거 정상운전 주기의 운전데이터를 AI 기술로 분석해 새로운 운전데이터가 이 규칙을 만족하는지를 확인함으로써 이상여부를 판단하는 시스템이다. 약 200개 이상의 계측 신호를 동시에 분석할 수 있으며, 운전원에게 이상상황을 보다 빠르게 예측하고 전달한다. 연구원은 올해 말까지 시험 운영을 통해 하나로의 운영 효율과 안정성을 한층 높인다는 계획이다.
