원자로 안전강화 신소재 기술 개발 "선박·우주선에도 응용"

한국원자력연구원, 국내·일본서 특허등록…상용화 박차

한국원자력연구원은 고온과 중성자에 강한 산화물분산강화(ODS) 신소재·튜브 기술을 국내 최초로 개발했다고 4일 밝혔다.

ODS 소재는 철강 안에 열에 강한 산화물을 미세하고 균일하게 분산해 제조하는 고강도 내열성 합금이다.

고온에서 잘 변형되지 않는 데다 중성자에 노출해도 물질 구조가 쉽게 변하지 않는 특성이 있다.

핵연료 피복 관을 비롯해 항공 엔진, 터빈 블레이드, 선박 엔진용 노즐, 우주선 소재 등에 활용될 것으로 주목받는다.

미국, 일본, 프랑스 등지선 수십 년 전부터 고강도 ODS 소재를 개발하기 위한 연구를 활발히 수행 중이다.

원자력연구원 김태규 박사팀도 2012년부터 원자로 핵연료 피복 관에 쓸 수 있는 ODS 소재 개발 연구를 진행했다.

이를 통해 최근 내열성 고강도 ODS 철강(Advanced Radiation Resistant ODS Steel·ARROS)을 만들고, 국내와 일본에서 특허 등록을 마쳤다.

아울러 초정밀 튜브 전문 중소기업 신한금속과 함께 핵연료 피복 관 정밀 튜브(지름 7.4㎜, 두께 0.6㎜, 길이 3천㎜) 개발에도 성공했다.

세계적으로 우수한 성능으로 인정받는 ODS 소재보다 내구성이 우수하다고 원자력연구원 측은 설명했다.

김태규 박사는 "원자력 관련 기술이 화력발전, 핵융합, 선박, 국방, 우주 항공 분야에 직접 적용되는 실제 사례가 될 것"이라며 "국내 ODS 소재 산업 기술 선도와 함께 국제 경쟁력 강화에 이바지할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.

한국원자력연구원은 원자로 안에서 ARROS 중성자 조사 성능을 검증하는 한편 핵연료 피복 관 상용화를 위한 연구를 지속할 방침이다.

ARROS를 대형선박 연료 분사 노즐에 적용하는 방안도 업계와 협의할 계획이다.

/연합뉴스