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소듐 열유체 종합효과 시험시설(STELLA-1), 일체형 원자로 SMART 연구 개발

□ 한국원자력연구원은 2028년 실증로 건설을 목표로 개발 중인 소듐냉각고속로(SFR) 핵심 계통의 성능 및 안전성을 실증적으로 검증할 수 있는 '소듐 열유체 종합효과 시험시설(STELLA-1)'의 설치 및 종합 시운전을 2012년 초 완료하고, 이 시설을 이용해서 SFR의 핵심 안전 개념인 피동잔열제거계통 등의 성능 검증 시험에 착수할 계획입니다.

이와 함께 수출전략상품으로 개발해온 일체형 원자로 SMART(스마트)의 안전성과 성능을 종합 검증하기 위한 SMART-ITL의 구축도 연내 완료함으로써 기존의 '가압경수로 열수력종합실험장치' ATLAS(아틀라스)와 함께 대형 상용 원전-중소형 원전-제4세대 원전으로 이어지는 다양한 원자력 시스템의 안전성 및 성능 검증 인프라를 확보할 계획입니다.

   ○ STELLA-1은 SFR 실증로의 원자로계통 및 핵심 안전계통인 피동형 잔열제거계통을 상세하게 축소 제작(높이 약 5분의 1, 체적 약 125분의 1), 실제 원자로에서 일어날 수 있는 다양한 사고와 고장을 실제 온도(약 600 ℃)와 압력으로 모의할 수 있는 시험시설입니다.

   ○ STELLA-1 실증시험을 통한 설계기술능력 확보와 함께 2012년에는 2011년 완료한 SFR 실증로 개념설계를 기반으로 SFR 원형로 개념설계를 완료, 2013년부터 시작할 특정설계의 기반을 구축함으로써 '2020년 100 MWe급 SFR 원형로 특정설계 승인 획득-2028년 SFR 원형로 건설 완료' 목표에 한발 더 다가설 계획입니다.

   ○ 사용후핵연료의 평화적 재활용을 위한 파이로프로세싱(건식처리) 기술 개발에서는 미국과 공동연구 등을 통해 2012년 말까지 실제 사용후핵연료를 사용하는 실험실 규모(연간 2톤 처리) 파이로 일관공정의 성능을 실증하는 한편, 파이로프로세싱의 모든 공정을 공학 규모(연간 10톤 처리)의 일관공정으로 모의할 수 있는 PRIDE(PyRoprocess Integrated inactive DEmonstration facility)의 구축을 완료하고 시운전을 통해 파이로 공정의 고효율화, 고용량화 연구를 이어갈 계획입니다.

   ○ 원자력 수소 생산을 위한 초고온가스로(VHTR) 기술 개발에서는 2011년 구축 완료한 초고온 헬륨 루프를 이용한 고온성능시험을 수행하는 한편, 피동안전 성능 입증 설계해석 코드 개발 및 검증 등을 통해 초고온가스로 설계 기술을 세계적으로 선도한다는 목표입니다.


◆ 원자력 안전 분야 연구개발

□ 원전 안전 향상을 위해 일본 후쿠시마 사고의 교훈을 적극적으로 반영, 중대사고와 방사능 확산 분석 분야 연구개발을 강화하는 등 국제 선도형 안전 연구를 수행, 2016년까지 프랑스와 함께 세계 양대 원자력 안전 허브로 웅비하기 위한 기반 확보에 나설 계획입니다.

중대사고 초기에 원전을 실시간 점검하고 사고환경을 인지함으로써 즉각적인 비상 대응을 가능하게 하는 기술 개발에 착수하고, 사고시 수소 발생을 억제할 수 있는 신핵연료 피복관 개발과, 사용후핵연료 저장조에서 핵연료 파손을 시험평가하는 연구에도 착수할 계획입니다.

   ○ 세계 최초로 증기폭발을 모의한 OECD/SERENA 프로젝트 등 2011년까지 주도적으로 수행해온 원자력 안전 관련 대형 국제 공동연구를 성공적으로 종료함에 따라, 2012년에는 후속 프로젝트 개발을 통해 원자력 안전 연구의 국제 주도력을 더욱 강화할 계획입니다.
또한 가동 원전 안전성 향상, 혁신적 안전성 향상 개념, 사고 관리, 평가 및 비상대응 기술 등 원전 안전성 향상을 위한 최상의 과학기술 기반을 제공할 계획입니다.

   ○ 상용 원전 미자립 3대 핵심 기술 개발에서는 2010년 원전계측제어시스템(MMIS) 개발을 완료한 데 이어, 2012년에는 실규모 원자로냉각재펌프 시험설비를 준공, 시험 기술을 확보하고 신울진 1,2호기 원전 적용을 위한 시험을 수행할 예정이며, 원전안전해석코드 개발 및 검증을 완료함으로써 3대 핵심 기술 개발을 마무리지을 계획입니다.
 
   ○ 일체형 원자로로는 세계 최초로 인허가 심사 중인 SMART 개발에서도 후쿠시마 사고 이후 높아진 안전성 향상 기대치를 충족시키기 위해 완전피동안전계통 설치 접목과 중대사고 대처 능력 강화 등을 통해 SMART 수출 경쟁력을 향상시킬 계획입니다.


◆ 연구로 수출 계획 

□ 원자력 수출 산업화를 위한 연구용 원자로 수출에서는 요르단 연구용 원자로(JRTR) 건설허가를 연내 획득해서 건설공사를 착공할 계획입니다.
또한 일부 미확보 연구로 기술 완성과 방사성 동위원소 생산을 위해 기장에 건설할 '수출용 신형 연구로' 사업에 착수, 연내 개념설계를 완료하고 부지 상세조사 및 환경영향평가를 시작할 예정입니다.
지난해 시작된 남아공 연구로 건설 국제입찰에서는 기술적, 경제적으로 우수한 설계 개념을 제시함으로써 우선협상대상자로 선정돼 제2의 연구용 원자로 수출을 이뤄낸다는 목표를 세웠습니다.

   ○ '수출용 신형 연구로'는 연구용 원자로 수출 경쟁력 제고를 위해 판형 핵연료, 하부구동 제어장치 등 일부 미확보 최신 기술을 적용한 열출력 20 MW 규모의 연구용 원자로입니다.
공모를 통해 2010년 9월 부산 기장군 일대가 부지로 선정됐으며 총 사업비 2,500억원이 투입돼 2016년 완성을 목표로 하고 있다. 다목적으로 활용되는 기존의 하나로(HANARO)와 달리 방사성 동위원소 생산 전용로로 건설돼 의료용 동위원소 국내 공급 안정화 및 수출에 기여할 것으로 기대되고 있습니다.  

   ○ 남아공은 1965년부터 운영해 노후된 SAFARI-1 연구로의 동위원소 생산 기능을 대체할 15 MW 급 연구로 DIPR을 건설할 예정으로, 한국원자력연구원은 ㈜대우건설, ㈜KEPCO E&C와 함께 KAERI 컨소시엄을 구성해서 남아공원자력공사 산하 동위원소 생산 업체 NTP(Nuclear Technology Product)가 발주한 DIPR 건설 사업 국제 경쟁입찰에 참가하고 있습니다.
KAERI 컨소시엄은 지난 6월 NTP의 입찰 자격 심사를 통과해 입찰 자격을 획득했습니다.
한국과 프랑스, 아르헨티나, 중국, 러시아 5개국이 경쟁하고 있는 DIPR 건설 사업은 개념 설계와 공급 가격에 대한 평가를 거쳐 내년 11월 께 우선협상대상자가 결정될 전망입니다.

  ○ 이밖에도 말레이시아 연구로 RTP의 성능 개선 사업(디지털계측제어계통) 수주를 추진하고, 알제리 방사성 동위원소 I-131 분배라인 공급 입찰에 참여하는 등 2012년 한해 동안 연구로 기술 수출에 박차를 가할 계획입니다.


◆ 하나로 이용 중성자 연구 계획

□ 연구용 원자로 하나로(HANARO)를 이용한 연구개발에서는 극소각중성자산란장치(KIST-USANS), 냉중성자 3축 분광장치(Cold-TAS), 디스크쵸퍼 비행시간분광장치(DC-TOF) 등 7기의 중성자 산란장치의 구축 및 시운전을 마치고 국내외 이용자들에게 추가로 개방, 중성자 이용 연구를 극대화할 계획입니다.
또한 지난해 시제품 개발에 성공한 암 진단용 Tc(테크네슘)-99m 발생기 공급 체계를 확립하고, 전립선암 치료용 I(요오드)-125 치료선원 생산 체계를 구축하는 등 국민 건강 증진을 위한 동위원소 개발 및 생산에도 주력할 계획입니다. 
  
   ○ 하나로 중성자 이용 연구에서는 특히 한국생명공학연구원과 공동 구축한 '중성자영상판카메라 바이오회절장치(Bio-C)'를 이용, 중성자를 이용한 바이오 물질 구조 해석 개발 과제를 수행하는 등 중성자를 이용한 기능성 나노/바이오 물질 구조 연구를 본격화할 계획입니다. 
  
   ○ 하나로를 이용한 방사성 동위원소 연구개발에서는 진단용 의료용 동위원소 수요의 80%를 차지하는 Tc-99m을 병원 현장에서 간편하게 추출해서 사용할 수 있는 발생기 시제품에 대해 식품의약품안전청으로부터 품목 허가를 획득함에 따라 의약품으로 공급하기 위한 공급 체계 구축에 나설 계획입니다.
또한 I-125 전립선암 치료선원 생산 체계를 구축하는 등 고부가가치 치료선원 개발에도 주력할 계획입니다.


정읍연구소 방사선 돌연변이 연구

□ 정읍방사선과학연구소가 수행하고 있는 방사선융합기술(RFT) 연구개발에서는 △고전도성 고분자 전구체, 광전자 소자용 하이브리드 물질 등 기능성 유무기 복합재 제조 기술 개발 △차세대 방사선 센서 소재 대용량 성장 연구 등 방사선 기술 이용 신소재 제조 핵심원천 기술과 방사선 계측기 분야 소재 원천기술 확보에 주력할 계획입니다.
또한 방사성 동위원소를 이용해서 신약과 신물질, 농약의 효능, 기능, 안전성을 종합 분석·평가·검증할 수 있는 'RI-바이오믹스(Biomics) 센터'와, 방사선 돌연변이 육종 연구 강화를 위한 '방사선돌연변이육종센터' 건설을 연내 완료하는 등 관련 인프라 구축을 마무리할 예정입니다.


◆ 양성자가속기 건설

□ 양성자기반공학기술개발사업단이 수행 중인 양성자 가속기 연구센터 건설은 2012년 3월까지 100 MeV 가속기 및 빔라인 설치를 완료하고, 8월까지 연구시설 구조물 공사를 완료해서 시운전에 착수할 계획입니다.
2012년 한해 동안 시범 운영 후 2013년 초부터 국내외 연구자 및 기업체에 양성자 빔을 제공함으로써 △고속스위칭 전력반도체 소자 개발 △양성자 암치료 기술 연구 및 의료용 동위원소 개발 △환경친화적 미생물 유전자원 개발 △나노와이어 논리 소자 개발 등 신소재, 반도체, 의료, 생명공학, 에너지?환경 분야 등에 다양하게 활용할 예정입니다.


◆ 창립 53주년, 연구 페러다임 변화

□ 한국원자력연구원은 창립 53주년을 맞는 2012년 '연구방법론의 패러다임 변화'를 주요한 경영 목표의 하나로 설정하고, 연구개발의 속도와 효율성을 과학기술 선진국과 견줄 수 있는 수준으로 끌어올리기 위한 연구체계 현대화 작업을 추진할 계획입니다.

 ○ 우선 2011년 시작한 '원자력 기술기록화 사업'을 본격화해서 국가 원자력 연구개발 과정에서 창출된 지식정보 자원과 경험을 체계적으로 전수할 수 있는 연구개발 기록물의 종합적 관리 체제를 확립하게 됩니다.

 ○ 2012년을 '품질경영 원년'으로 삼아 연구개발 및 사업 전 부문에 품질보증 절차를 확대 적용함으로써 연구 결과의 신뢰성을 향상시킵니다.

 ○ '모델 시뮬레이션' 방법론을 개발, 소프트웨어적 연구는 물론 거대 규모 시설이 필요한 하드웨어 중심 연구에서 신속하고 효율적인 연구개발 수행이 가능한 선진적인 기법을 적용할 계획입니다. 

posted by 글쓴이 과학이야기

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