[파이낸셜뉴스] 한국원자력연구원은 재료안전기술연구부 천영범 박사팀이 원전 사용후핵연료 저장용기의 핵심 소재인 중성자흡수재 국산화에 성공했다고 16일 밝혔다. 연구진은 세계 최고 성능을 지닌 중성자흡수 구조재 '코나스(KONAS)'의 물질조성 및 제조방법에 대해 국내 특허 출원을 마쳤고, 이달 중 5개국에 해외 특허를 출원할 예정이다. 내년 말까지 제조공정 최적화 등을 추가로 진행한 후 국내 산업체와 연계해 상용화를 추진할 계획이다. 원자력연구원 측은 "코나스는 해외 소재보다 수 배 이상 성능이 높아 전 세계 5조원 규모에 달하는 중성자흡수재 시장의 게임 체인저가 될 것"이라고 기대했다. 중성자흡수재는 원전 핵연료봉에서 나오는 중성자를 흡수해 핵분열을 억제하는 물질이다. 사용후핵연료 조밀저장대나 건식 저장시설에서 저장용기의 핵심 소재로 쓰인다. 현재까지 전 세계 사용후핵연료 발생량은 약 40만t 수준으로 저장을 위한 건식 저장 시장규모는 170조원 이상이며, 저장시설의 성능과 경제성을 좌우하는 중성자흡수재 소재 시장 규모도 5조원에 달한다. 국내서는 미국, 일본 등에서 독점적으로 생산하는 고가의 중성자흡수재를 전량 수입해 사용하고 있다. 해외의 상용화된 알루미늄 붕소탄화물 기반 중성자흡수재는 중성자 흡수 단면적이 크면서도 핵분열을 하지 않아 핵반응 제어 성능은 매우 우수하나, 부서지기 쉬워 구조적 지지 성능이 취약하다. 때문에 3중벽 구조의 금속 지지체를 만들어 그 안에 중성자흡수재를 삽입하는데, 이런 3중벽 구조는 붕괴열 방출 효율이 떨어지고, 복잡한 설계로 제작비용이 증가한다. 연구진은 지지체없이 단일벽 바스켓 구조면서 핵반응 제어와 구조적 지지 성능을 동시에 높일 수 있는 원천 소재 개발에 집중했다. 먼저 열역학 계산과 시뮬레이션을 이용한 기초연구를 통해 외부 충격에 강한 타이타늄 금속 기반 최적의 중성자흡수재 물질 조합을 도출했다. 약 400 여종에 대한 합금 제조와 평가를 통해 최적화된 합금 조성과 열처리 기술을 확보하는데 성공했다. 이 시편을 국내 유일의 연구용원자로인 하나로에서 검증한 결과 중성자흡수 성능이 해외 소재 대비 1.6배 이상 높음을 실험적으로 검증했다. 또한, 변형에 저항할 수 있는 힘의 크기인 항복강도는 2배, 끊어지지 않고 늘어나는 비율인 연신율은 20배나 높은 것도 확인했다. 단일벽 구조의 단일 소재를 통해서도 핵반응 제어 성능과 구조 지지 성능을 한 번에 구현할 수 있음을 보여준 것이다. 이를 통해 안전성과 경제성을 크게 높일 수 있다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

일본 대지진의 여파로 후쿠시마 원자력발전소에 잇따라 폭발 사고가 발생한 가운데 일본이 우리나라에 원자로 냉각에 필수적인 원자력발전용 붕산을 긴급 요청한 것으로 알려졌다. 우리 정부는 당장 우리가 쓸 물량 확보에 다소 차질이 빚어진다 해도 일단 일본에 붕산을 시급히 지원하기로 했다. 16일 지식경제부와 원자력 업계 등에 따르면 일본 간사이 전력은 지난 14일 코트라(KORTA)를 통해 붕산을 지원해 달라고 요청했다. 붕산은 연료봉의 중성자를 잡아내 핵분열을 억제하는 흡수재인 붕소가 포함된 산이다. 일본은 현재 원자로 폭발을 막고자 막대한 양의 붕산을 바닷물에 섞어 원자로에 쏟아붓고 있어 붕산이 어느 때보다 절실히 필요한 상황이다. 최중경 지경부 장관은 "당장 우리의 평소 재고량이 모자라게 되는 상황이 되더라도 일단 일본에 시급히 붕산을 지원하고 나중에 부족분을 채워넣으라고 지시했다"며 "약 52t 규모를 지원할 예정"이라고 말했다. 그는 "우리는 아직 유사시가 아니니까 일단 지원하고 주문해서 보충하겠다. 일본은 주문을 내야하는데 (제품이 도착하기 이전에) 우리가 일단 시간을 벌어준 것"이라고 설명했다. 지경부 관계자는 "역사상 가장 큰 위기에 처한 일본이 하루빨리 복구할 수 있도록 가능한 모든 수단을 강구하기로 했다"며 "우리의 따뜻한 마음과 정성이 일본에 전달되면 한·일 관계를 돈독히 발전시키는 계기가 될 것"이라고 말했다. /yhryu@fnnews.com유영호기자

일본 대지진의 여파로 후쿠시마 원자력발전소에 잇따라 폭발 사고가 발생한 가운데 일본이 우리나라에 원자로 냉각에 필수적인 원자력 발전용 붕산을 긴급 요청한 것으로 알려졌다. 우리 정부는 당장 우리가 쓸 물량 확보에 다소 차질이 빚어진다고 해도 일단 일본에 붕산을 시급히 지원하기로 했다. 16일 지식경제부와 원자력업계 등에 따르면 일본 간사이 전력은 지난 14일 코트라(KORTA)를 통해 붕산을 지원해 달라고 요청했다. 붕산은 연료봉의 중성자를 잡아내 핵분열을 억제하는 흡수재인 붕소가 포함된 산이다. 일본은 현재 원자로 폭발을 막고자 막대한 양의 붕산을 바닷물에 섞어 원자로에 쏟아붓고 있어 붕산이 어느 때보다 절실히 필요한 상황이다. 최중경 지경부 장관은 “당장 우리의 평소 재고량이 모자라게 되는 상황이 되더라도 일단 일본에 시급히 붕산을 지원하고 나중에 부족분을 채워넣으라고 지시했다”며 “약 52t 규모를 지원할 예정”이라고 말했다. 그는 “우리는 아직 유사시가 아니니까 일단 지원하고 주문해서 보충하겠다. 일본은 주문을 내야하는데 (제품이 도착하기 이전에) 우리가 일단 시간을 벌어준 것”이라고 설명했다. 지경부 관계자는 “역사상 가장 큰 위기에 처한 일본이 하루빨리 복구할 수 있도록 가능한 모든 수단을 강구하기로 했다”며 “우리의 따뜻한 마음과 정성이 일본에 전달되면 한일관계를 돈독히 발전시키는 계기가 될 것이다”라고 말했다. /yhryu@fnnews.com유영호기자