국내 연구진이 개발한 핵연료의 성능을 해외 연구용 원자로(연구로)에서 시험하는 연구가 진행된다.
한국원자력연구원은 벨기에 원자력연구소와 '고밀도 저농축 우라늄(LEU) 실리사이드 판형 핵연료'의 성능 검증을 위한 국제 공동연구 협약을 체결했다고 1일 밝혔다.
2025년 말까지 벨기에가 보유한 세계 최고 수준 성능의 100㎿급 연구로 'BR2'의 핵연료 집합체에 원자력연이 개발한 핵연료를 맞춤형으로 제작해 장전한 뒤 연소·냉각·분석 시험을 하게 된다.
고성능 연구로의 경우 높은 출력을 내기 위해서는 농축도 90% 이상의 고농축 우라늄(HEU) 연료가 필요하지만, 벨기에는 국제 사회의 HEU 사용 최소화 노력에 맞춰 LEU 핵연료 개발을 추진하고 있다.
하지만 농축도 20% 미만의 LEU 실리사이드 판형 핵연료는 출력이 부족해 고성능 연구로에 사용하기 어려웠다.
원자력연은 자체 개발한 '원심 분무 핵연료 분말 제조기술'을 이용, LEU를 고밀도로 제조해 높은 출력을 내는 데 성공했다.
원심 분무 핵연료 분말 제조기술은 최대 섭씨 2천도의 고온 진공 사태에서 우라늄 실리사이드를 녹여 고속 회전하는 원판 위에 분사해 미세하고 균일한 분말을 대량 생산할 수 있는 기술이다.
95% 이상 수율(투입량 대비 완성품 비율)로, 불량률이 낮고 가격 경쟁력도 높다.
최기용 하나로중성자연구단장은 "핵연료 성능 검증을 성공적으로 마치면 연구원은 우라늄 실리사이드 판형 핵연료를 사용하는 세계 대부분의 연구로에 핵연료를 공급할 수 있게 될 것"며 "연간 3천억원의 관련 시장 규모 중 10%에 달하는 300억원의 수출액을 달성할 수 있을 것"이라고 기대했다.
