한국원자력연구원의 U-Mo 원심분무 분말 제조 기술이 연이은 수출 성과로 세계 시장에서 경쟁력을 확보해 나가고 있다.
원심분무 기술로 만든 연구용 원자로(이하 연구로)용 U-Mo(우라늄-몰리브덴 합금) 핵연료 분말의 연이은 수출 성과로 세계 유일의 원심분무 기술이 그 우수성을 입증받고 있다. 한국원자력연구원(원장 양명승) 선진핵연료기술개발부는 벨기에 원자력연구센터(SCK·CEN)의 공급 요청에 따라 원심분무 제조 기술을 이용해 수출가 7만 1,000달러에 달하는 U-Mo 핵연료 분말 7㎏을 제조, 8월 20일 벨기에로 수출했다. 이번에 수출한 핵연료 분말은 우라늄-몰리브덴합금을 섭씨 1,700도의 고온에서 용융한 뒤 고속회전하는 원판 위에 분사함으로써, 미세한 구형 분말 형태로 급속 응고시키는 원심분무 기술로 제조한 것이다. 현재 전 세계 연구로의 90%가 U-Si(우라늄-실리콘 합금) 핵연료를 사용하고 있으나, U-Si보다 우라늄 밀도를 2배 이상 높여 고성능 대형 연구로에 적용할 수 있는 U-Mo 핵연료 개발이 1990년대 중반부터 미국을 중심으로 추진돼 왔다. U-Mo는 연성이 강해 분말 제조가 어려운 점이 있으나, 한국원자력연구원이 기존의 파쇄방법이 아닌 원심분무 기술을 세계 최초로 창안해 U-Mo 핵연료 분말 제조에 적용했다. 원심분무 기술은 ▲ 고순도 ▲ 노내/외 성능 향상 ▲ 공정 단순화 및 제조원가 절감 ▲ 제조수율 향상 등이 장점이다. 한국원자력연구원은 연구용 원자로 하나로(HANARO) 건설과 함께 1987년 연구용 원자로 핵연료 제조 기술 국산화 연구개발에 착수했다. 1990년에는 원심분무 U3Si 핵연료 분말 제조 기술을, 1995년에는 원심분무 U-Mo 핵연료 분말 제조 기술을 각각 세계최초로 개발했다. 1997년 U-Mo 핵연료 분말 수출을 시작해, 세계 주요 연구로 핵연료 제조사인 프랑스 CERCA, 미국 BWXT와 연구기관인 미국 ANL 및 INL, 아르헨티나 CNEA 등 4개국에 총 12차례에 걸쳐 약 100㎏의 U-Mo 원심 분무 핵연료 분말을 수출했다. 현재 시료 수준에서 이루어지고 있는 U-Mo 분말수출이 실용화 단계에 진입하면 수출량이 급증할 것으로 보인다. 2010~2015년은 연간 100~250㎏, U-Mo 핵연료의 상용화가 예상되는 2016년 이후로는 연간 500~1,000㎏(금액 기준 연간 250~500만 달러)에 달할 전망이어서 경제적 가치창출은 물론 국가 경쟁력을 한층 높일 것으로 기대를 모으고 있다.
글_전화영 기자 <한국원자력연구원 (042)868-2000 / www.kaeri.re.kr>
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