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'ECR 이온원'은 강한 자장 속에 플라즈마를 가두고 고주파 전자공명 현상을 통해 전자들을 집중 가열함으로써 전자의 온도를 수십 keV (수억 도) 이상으로 높여 원자를 '다가이온'으로 만든 뒤 이를 선별적으로 추출해서 가속기에 공급해주는 장치입니다.

이는 가속기의 규모를 크게 늘리지 않고도 가속 에너지를 획기적으로 높일 수 있기 때문에 중이온 가속기의 성능을 좌우하는 핵심 부품 중 하나입니다.

전자공명 이온원의 원리



한국원자력연구원은 중입자 가속기와 중이온 가속기에 필수적인 중이온 다가이온 빔을 발생시킬 수 있는 '마이크로파 전자 공명(ECR; Electron cyclotron resonance) 이온원'을 개발하고 다가이온 빔을 인출하는 데 성공했습니다.

원자력연구원이 개발한 14.5 GHz 전자공명 이온원 본체 구성도



부산 기장에 건설될 의료용 중입자 가속기는 물론 국제과학비즈니스벨트의 핵심 연구시설이 될 중이온 가속기 구축에도 직접 적용될 수 있는 핵심 원천기술을 확보한 것입니다.

오병훈 박사

한국원자력연구원 핵융합공학기술개발부 오병훈 박사팀은 교육과학기술부 원자력연구개발사업의 지원으로 지난 2007년부터 4년간 18억 원을 들여 수행한 '초전도 사이클로트론용 ECR 이온원 개발' 과제를 통해 'ECR 이온원'을 자체 설계와 제작을 통해 개발하고 성능 검증을 마쳤습니다.


오병훈 박사팀은 '차세대 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)'의 플라즈마 가열을 위한 '중성입자빔 가열장치' 및 '고주파 가열장치' 개발을 통해 축적한 기술력을 바탕으로, 통상적인 '방전 플라즈마'를 통해서는 얻어낼 수 없는 다가이온 빔을 높은 전류로 만들어낼 수 있는 'ECR 이온원'을 순수 국내 기술로 개발한 것입니다.

'ECR 이온원'은 2015년 완성을 목표로 한국원자력의학원을 중심으로 순수 국내 기술로 개발 중인 의료용 초전도 중입자 가속기의 핵심 부품이며, 향후 국제과학비즈니스벨트에 들어설 중이온 가속기 구축에도 직접 활용될 것으로 기대됩니다.

특히 외국에서 개발한 동일 기종보다 더 강력한 자장 구조를 만들어 내기 위해 전자석과 영구자석 등 복잡한 자석들의 구조를 최적화해 배치, 다가이온 발생 영역을 효과적으로 제어할 수 있는 자장 구조를 구현했습니다.

이를 위해 특수 플라즈마 용기를 이용해서 높은 효율로 플라즈마를 만들어내고, 14.5㎓의 마이크로파를 주입해서 공명 현상에 의한 전자가열로 원자의 외곽에 있는 전자 뿐 아니라 원자의 내각에 위치한 전자들까지 궤도에서 떨어져 나간 상태의 다가이온을 생성시켜 20~30 keV의 고전압을 걸어 다가이온 빔을 인출하고, 이 중 필요로 하는 다가이온만 선택적으로 골라내서 가속부에 전달할 수 있도록 하는 'ECR 이온원'을 설계 제작하고 실험을 통해 이를 검증했습니다.

헬륨 가스에 의한 다가이온빔 인출 및 질량분석 결과



완성된 'ECR 이온원'은 의료용 중입자 가속기가 요구하는 C+6 이온(탄소 원자 한 개에서 전자가 6개 떨어져 나온 다가이온)의 인출을 최대 20㎂까지 인출할 수 있도록 장치를 안정화한 뒤 중입자 가속기에 적용할 계획입니다.

이번 'ECR 이온원' 개발을 통해 확보한 기술은 중이온 가속기의 이온원을 설계 제작하는 데 직접 적용 가능할 뿐 아니라, 반도체 생산 공정과 나노 공정 등 다양한 분야에 활용이 가능합니다.

이번에 개발한 'ECR 이온원'은 중이온 가속기가 최종적으로 요구하는 성능과는 아직 거리가 있지만 일부 실험이 가능한 수의 우라늄 다가이온을 충분히 만들어낼 수 있는 성능을 갖춰, 초기 중이온 가속기 실험에는 직접 투입될 수 있을 것으로 보입니다.


원자력연의14.5 GHz 전자공명 이온원 본체 전경




 용  어  설  명 

중성입자빔 가열장치, 고주파 가열장치 : 토카막의 플라즈마를 핵융합이 가능한 초고온(1억도 이상)으로 가열하기 위한 중성입자빔 또는 고주파를 플라즈마에 입사시켜 플라즈마 내의 전자 또는 이온의 온도를 높이는 장치

중이온 가속기 : 수소에서 우라늄까지 다양한 원소들을 높은 에너지로 가속시켜 다른 원자의 핵에 충돌시키는 과정 등을 통해 원자 이하 크기인 펨토 미터(1천 조 분의 1 미터) 세계를 연구하는 거대 과학 장비. 원자핵이나 소립자(물질의 가장 작은 단위)를 관찰하거나 새로운 입자를 만들어낼 수 있음

중입자 가속기 : 중이온 가속기의 일종으로, 탄소 이온을 빛의 속도의 70%로 가속한 뒤 환자의 몸 속으로 보내 암세포를 파괴하는 첨단 의료 장비. 주변 세포나 조직의 손상을 최소화하고 암세포와 같은 특정 세포만 선택적으로 사멸시킬 수 있어 꿈의 암 치료기로 불림

다가이온(multi-charged ion) : 전자가 2개 이상 떨어져 나간 이온 상태. 같은 이온이라도 전자를 더 많이 떼어낸 것이 더 강한 +극을 띠므로 낮은 전압에도 더 빨리 가속이 된다. 높은 수의 다가이온을 만들어내기 위해서는 높은 온도의 전자들이 필요함

posted by 글쓴이 과학이야기

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한국원자력연구원은 탁월한 연구성과로 연구원 발전과 국가 과학기술 발전에 기여한 노영창 박사와 김승호 박사를 영년직 연구원으로 선정했습니다.



노영창 책임연구원(방사선공업환경연구부장)은 아토피 치료용 하이드로겔 패치와 화상 창상 치료용 하이드로겔을 개발해서 기술 이전을 통해 상용화하고, 리튬 2차전지의 안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 전지막을 개발하는 등 방사선 기술을 이용한 천연 고분자 신소재 개발 및 재료 성능 개선 기술 개발에서 뛰어난 연구성과를 내고 있습니다.

김승호 책임연구원(원자력융합기술개발부장)은 높은 방사선에 노출되는 원자력 발전소 내부에서 작업을 수행할 수 있는 '내방사선 로봇' 기술 개발을 선구적으로 수행, 증기발생기 와전류 비파괴 탐상검사 로봇, 월성 원전 가동중 원자로 전면부 이동 검사 로봇 등을 개발한 로봇 개발 전문가입니다.

원자력 로봇 기술 기술을 선진국 수준으로 끌어올리는 데 공헌했으며, 앞서 우리나라 최초의 원전인 고리 1호기 안전 검사 및 안전 심사를 담당해서 원전 안전 심사 및 검사 지침을 확보하는 데도 기여한 바 있습니다.

선정된 영년직 연구원은 3년 단위 재계약 없이 정년을 보장받고, 인사평가 등급에서 B 이상을 부여 받으며, 해외파견 시 부장급 대우를 적용 받는 등 인사 및 처우 혜택을 받습니다.
 
아울러 연구원 자체연구개발사업과제 신청시 1회에 한하여 우선권을 부여 받는다.

한국원자력연구원은 2009년 말 첫 영년직 연구원으로 정용환 박사와 송진호 박사를 선정한 데 이어 올해까지 총 4명의 영년직 연구원을 선정했습니다.
 
원자력연구원은 앞으로도 연구성과가 뛰어난 연구원들의 안정적 연구 활동을 돕고 연구원들의 사기를 진작하기 위해 적격자가 있을 경우 해마다 2명 이내로 영년직 연구원을 선정할 계획입니다.

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한국원자력협력재단 신임 이사장에 정연호 한국원자력연구원장이 선임됐습니다.
 
한국원자력국제협력재단은 제16차 정기이사회를 열고, 정연호 원자력연 원장을 이사장에 선임했습니다.

이사회는 또 기관 명칭을 한국원자력협력재단으로 변경하고, 주요 사업에 기존의 원자력 국제협력 외에 원자력 인력양성 및 교육지원 사업을 추가했습니다.

이 같은 내용은 1월 7일자로 교육과학기술부 승인을 받아 확정됐습니다. 

한국원자력협력재단은 국제협력 전문기관으로서의 기능과 함께 국내외 원자력 교육기관과의 협력 강화를 통해 원자력 교육지원 기관으로서 역할을 담당하기 위해 관련 규정을 정비하고 업무 시너지 효과 제고 방안을 마련해 단계적으로 사업을 확대 추진할 계획입니다.

posted by 글쓴이 과학이야기

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일체형 원자로는 원자로 1차 계통의 주요 기기들이 대형 배관으로 연결된 현재 상용 원전과 달리 1차 계통 주요 기기를 한 개의 압력용기 안에 설치한 원자로입니다.

배관 파단사고 가능성을 원천적으로 없앰으로써 안전성을 획기적으로 끌어올리고 경제성과 환경친화성도 향상시킨 신개념 원자로로 평가받고 있습니다.

최근 개발 중인 중소형 원자로(특히 소형 원자로)는 대부분 일체형으로 개발되고 있습니다.

한국원자력연구원은 자체 기술로 개발해 온 중소형 규모 일체형 원자로 SMART(System-integrated Modular Advanced ReacTor, 스마트)의 기술 개발이 일단락하고 최근 교육과학기술부에 표준설계인가(SDA)를 신청했습니다.

스마트원자로 모형



SMART는 한국원자력연구원이 지난 1997년부터 독자적으로 개발하기 시작한 우리 고유의 원자로 모델로, 열출력은 330 MW급입니다.

이는 대형 상용 원전의 10분의 1 수준입니다.

SMART는 전력 생산만 가능한 대형 원전과 달리 전력 생산과 해수의 담수화를 동시에 할 수 있어, 원자로 1기로 인구 10만 명 규모의 도시에 전력(약 9만 kW)과 마실 물(하루 4만 톤)을 동시에 공급할 수 있습니다.
 
때문에 국가 전체 전력 소비량이 적어 대형 원전을 건설하기에 부적절한 소규모 전력망 국가, 인구가 특정 지역에 집중돼 있지 않고 넓게 분산돼 있어 대형 원전을 건설할 경우 송배전망 구축 비용이 과도하게 소요되는 분산형 전원 국가, 물 부족 국가 등이 SMART의 잠재 수요국입니다.

한국원자력연구원은 이처럼 새롭게 열릴 중소형 원자로 시장 진입을 위해 세계 각국이 개발 중인 일체형 원자로 가운데 가장 먼저 인허가 과정에 착수한 것입니다.

한국원자력연구원은 원자력법 제 12조 2항에 따라 지난해 12월 30일자로 교육과학기술부에 SMART 표준설계인가 신청을 완료했습니다.

표준설계인가(SDA; Standard Design Approval)란 동일한 설계의 발전용 원자로를 반복적으로 건설하고자 할 경우 인허가 기관이 원자로 설계에 대해 종합적인 안전성을 심사해서 인허가를 주는 제도입니다.

이는 지난 1997년부터 수행해온 SMART 개발의 마지막 관문입니다.

한국원자력연구원은 앞서 지난 2009년부터 SMART 원전의 표준설계를 완성하고 설계에 접목된 기술을 검증하기 위한 'SMART 기술 검증 및 표준설계인가 획득 사업'을 한국전력기술(KEPCO E&C), 한전원자력연료(KEPCO NF), 두산중공업 등 국내 유수의 원자력 산업체와 협력 하에 수행해 왔습니다.
 
지난해 말까지 수행한 기술 검증과 표준설계 결과물을 바탕으로 원자력법이 정하는 인허가 신청서류를 완비해서 표준설계인가를 신청한 것입니다.

 SMART 표준설계인가는 향후 SMART의 건설 및 수출을 담당하게 될 KEPCO 컨소시엄의 주관 기업인 한국전력과 한국원자력연구원이 공동으로 신청한 것으로, 약 1년 간 인허가 심사를 받게 됩니다.

이번 SMART 표준설계인가 신청으로 우리나라는 미국, 러시아, 아르헨티나 등 일체형 원자로를 개발 중인 세계 각국 중에서 가장 먼저 인허가 과정을 시작하게 돼, 2050년까지 약 3500억 달러(약 390조 원)에 달할 것으로 예상되는 중소형 원전 세계 시장 선점을 위한 유리한 고지를 점하게 됐습니다.


※ KEPCO 컨소시엄 : 한국전력과 한국전력기술, 한국수력원자력, 한전원자력연료 등 KEPCO 그룹 4개사, 포스코와 POSCO건설, POSCO ICT, 대우엔지니어링 등 POSCO 그룹 4개사, STX중공업, 대우조선해양, 대우건설, 삼창기업, 일진에너지 등 총 13개 기업이 2010년 6월 구성한 컨소시엄으로 SMART 개발에 총 1000억 원을 투자하고 있음.



posted by 글쓴이 과학이야기

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  1. 전력과 담수를 동시에 만들어내다니 대단하네요. SDA 얼른 통과해서 빠른 시일내에 상용화가 되면 좋겠네요

  2. 그렇죠...? 소형화하면 원자력잠수함이나 원자력 선박 동력으로도 활용될수 있을텐데 말이죠.

<전문>

친애하는 KAERI 가족 여러분! 안녕하십니까.

2011년 신묘년(辛卯年) 새해가 밝았습니다. 토끼는 12간지 중에서도 체구가 작은 편이지만 영특하고 민첩하고, 무엇보다 아침 일찍 일어나 움직이는 부지런한 동물입니다. 올 한해는 KAERI 가족 모두 원자력 연구개발 현장에서 부지런히 움직여서 큰 성과와 성취, 보람과 행복을 느낄 수 있기를 바랍니다. 또한 개인적으로도 소망하시는 일들 모두 이루시고, 가정에도 늘 웃음과 기쁨이 가득하기를 기원합니다.

사랑하는 KAERI 가족 여러분!

연구원 창립 52주년을 맞는 2011년은 제게는 사실상 임기 첫해이지만, 제 개인적인 차원을 떠나 연구원에 참으로 중요한 한 해입니다. 최우선적으로 일체형 원자로 SMART 표준설계인가 연내 획득이라는  목표가 우리 앞에 있습니다. 잘 아시듯 SMART 개발은 원자력 기술자립 성과물인 한국표준형원전과 중수로 및 경수로용 핵연료 기술과 관련 인력을 산업체로 이관한 뒤인 1997년 처음 시작됐습니다. 14년의 세월이 흐른 지금 SMART 기술을 완성해야 할 시점이 다가왔습니다. 힘겨운 여건에도 촌음을 아끼며 목표를 향해 일치단결해 달려온 SMART 프로젝트 관련 직원 모두에게 이 자리를 빌어 감사의 말씀을 드립니다. 사업 마지막 해인 올해 끝까지 최선을 다해 세계 최초로 일체형 원자로 설계 완성이라는 목표를 이뤄 줄 것을 당부 드립니다.

친애하는 KAERI 가족 여러분!

지난해 우리 연구원의 큰 성과였던 요르단 연구용 원자로 수출도 올 해 상세설계를 수행하고 건설허가를 신청해야 하는 중요한 일정이 기다리고 있습니다. 요르단 연구로의 성공적 건설은 제 2, 제3의 연구로 수주를 통해 향후 우리가 세계 시장에서 연구용 원자로의 주요 공급자로 자리를 굳힐 것이냐를 가름할 바로미터가 될 것입니다. 한 치의 오차 없이 '명품 원자로'가 건설될 수 있도록 연구로사업단 뿐 아니라 관련 부서와 인력이 유기적인 협력을 통해 사업을 차질 없이 진척시켜 주실 것을 당부 드립니다.  
  
SMART 개발과 연구용 원자로 수출을 통한 원자력 수출산업화와 함께, 우리 연구원에 주어진 또 다른 소명은 미래 원자력 시스템 기술 개발입니다. 특히 올 한 해는 세계 최초로 파이로 전 공정을 공학 규모의 일관공정으로 모의하는 시험시설을 완성하고, 소듐냉각고속로 종합실증시설 1단계 시운전을 완료하는 등 해야 할 일이 많습니다. 원자력 수소 분야에서도 중형 헬륨 루프 2차계통 구축 등을 통해 초고온가스로 설계 기술에서 한발 더 내디뎌야 합니다.

이밖에도 냉중성자 산란장치 이용자 시설 추가 개방, 하나 피복관 집합체 단위 상용 원전 연소시험, 세계 최초로 개발 중인 이중냉각핵연료 소결체 2차 연소 시험, 정읍방사선과학연구소의 RI-바이오믹스센터 및 방사선돌연변이육종센터 건설, 양성자가속기 연구센터 건설과 가속장치 설치 등 부서별로 올 해 계획하고 있는 일들이 많습니다. 보직자와 과제 책임자는 물론 연구원과 직원 개개인이 자신에게 주어진 권한과 역할 범위를 명확히 하고 흔들림 없이 맡은 바 연구 사업과 업무를 성실히 수행해 주실 것을 부탁드립니다.

또한 지난해에 이어 2011년 한해에도 연구성과 확산에 각별한 노력을 기울여 주실 것을 당부드립니다. 지난해 우리는 '디지털 계측제어기술' 을 포함한 34건의 기술이전을 통해 연구원 설립 이래 가장 많은 54억 원의 기술료 수입을 기록했습니다. 약 200명의 직원이 기술료 인센티브를 받은 가운데, 8,000만원 이상을 받은 직원도 20명이나 됐습니다. 올해도 성과 확산을 통해 국가경쟁력 강화에 기여하고, 여러분들에게 땀과 노력에 대한 대가가 돌아갈 수 있게 되기를 바랍니다.
  
존경하는 KAERI 가족 여러분

한달 여 전 취임사에서도 일부 밝혔습니다만 저는 2011년 경영목표를 '국가의 미래를 약속하는 KAERI, 국민에게 다가서는 KAERI, 역량 있는 KAERI'로 정했습니다. 이 목표 아래 연구 역량의 극대화, 인재 중심 경영, 법과 제도에 근거한 투명 경영을 이루겠습니다.

특히 우수한 인재 확보와 육성에 역점을 두고자 합니다. 정년퇴직 인원 증가에 따라 연구원 내 우수 인력의 경험과 지식이 사장되지 않고 전수될 수 있도록 '지식자원 전수 기본방향'을 수립하겠습니다. 직원 상호간 소통 부재를 개선하고, 소통과 참여의 조직문화를 확산시키기 위해 '프로세스 개선 및 규제 개혁 제도개선추진반'을 운영해서 전체 직원의 의견을 수렴하고 과감하게 제도를 개선해서 소통의 기반을 마련하겠습니다. 투명하고 예측 가능한 경영을 펼치고 노사 관계 선진화를 통해 노사 동반자 관계를 구축하는 데도 심혈을 기울이겠습니다.

사랑하는 KAERI 가족 여러분!

제가 발벗고 뛰는 것은 기관장으로서 당연한 책무지만, 제가 백 걸음을 혼자 내달리는 것보다 여러분이 한 걸음씩 내디뎌 주시는 게 원자력연구원을 움직이는 힘이 됩니다. 특히 아무리 강조해도 지나치지 않는 안전관리 강화에선 직원 여러분들의 주체적인 노력과 참여가 필요합니다. 연구현장에서는 무슨 일이 있어도 안전수칙을 준수하고, 관리자는 두 번 세 번 확인하고 점검하고, 안전 시스템에 개선이 필요한 사항이 있다면 미루지 말고 즉시 시정하고 관련 부서에 요구하는 적극적인 자세를 부탁드립니다.

2011년은 연구원 창립 52년이 되는 해이자 노동조합 설립 23주년을 맞는 해이기도 합니다. 이 자리를 빌어 연구원 발전을 위해 노심초사하시는 조합 지도부에도 감사의 말씀을 드립니다. 올 한 해도 노사가 함께 앞으로 나아가는 건전한 노사문화를 이뤄나갈 수 있을 것이라 믿습니다.
 
아무쪼록 2011년 한해 우리 한국원자력연구원 가족 모두가 힘을 합해서 원자력의 신성장 동력화와 미래 원자력 기술 개발이라는, 국가와 민족이 우리에게 부여한 소명을 충실히 완수할 수 있도록 최선을 다합시다. 여러분과 여러분의 가정 모두에게 뜻 깊은 2011년 신묘년이 되기를 진심으로 기원합니다.

대단히 감사합니다.

신묘년 새해 아침

원장 정연호



posted by 글쓴이 과학이야기

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2011년 한국원자력연구원은  우리 원자력계의 새로운 수출상품으로 개발한 중소형 일체형 원자로 SMART(스마트)의 표준설계인가를 획득해 사업을 매듭짓고, 지난해년 건설에 착수한 요르단 연구용 원자로의 상세설계를 수행, 원자력 수출 산업화와 신성장 동력화를 중점 추진할 계획입니다.

또 한국원자력연구원은 파이로프로세싱 전 공정을 공학 규모의 일관 공정으로 모의할 수 있는 세계 최초의 시설 PRIDE(프라이드)의 구축을 완료하고, 소듐냉각고속로(SFR) 실증로 개념설계를 완료하는 등 사용후핵연료 재활용 기술과 미래 원자력 시스템 핵심 기반기술 개발도 전력할 계획입니다.


■ SMART 개발 완료

2011년은 중소형 일체형 원자로 SMART 개발을 매듭짓기 위한 'SMART 기술 검증 및 표준설계인가 획득 사업'의 마지막 해입니다.

이에 따라 2011년 말까지 규제기관으로부터 표준설계인가를 획득함으로써 세계 최초로 일체형 원자로 설계를 완성할 계획입니다.

이 사업은 2009년부터 2011년까지 3년간 총 1700억 원을 투입해 SMART의 기술 개발을 완료하는 것으로, 2011년 말까지 표준설계인가(SDA)를 취득함으로써 해외 진출 기반을 확보하는 것으로 목표로 하고 있습니다.

표준설계인가를 획득하면 국내 13개 기업으로 구성된 KEPCO 컨소시엄과 협력해 국내 시범 원자로 건설 및 해외 시장 개척을 추진, 중소형 원전 세계 시장을 선점한다는 계획입니다.

이를 위해 2010년 한해 동안 SMART 원자로 노심과 원자로냉각계통 및 안전 계통에 대한 표준설계를 완료했고, 기술검증을 위한 '개별효과 검증시험'을 완료했으며, 인허가에 필요한 각종 기술문서 작성을 완료한 뒤, 2010년 말 규제기관(한국원자력안전기술원, KINS)에 표준설계인가를 신청했습니다. 
 
 2011년 한 해 동안 진행될 인허가 심사 과정에서 규제기관이 제기하는 안전성과 성능에 대한 다양한 의견에 대해 해결책을 적기에 제시함으로써, 2011년 SMART 표준설계인가 획득 목표를 달성하고, 이를 통해 안전성과 신뢰성이 공인된 새로운 대한민국 원자력 수출 전략상품을 완성할 계획입니다.


■ 연구용 원자로 수출 확대

한국원자력연구원은 원자력 연구개발 반세기 만의 첫 원자력 플랜트 일괄 수출인 요르단 원자력 연구센터(JCNR) 건설 사업을 통해 주요 계통 상세설계를 2012년 말 완료를 목표로 수행하고, 2011년 7월 말까지 예비안전성분석보고서를 작성해 요르단 규제기관에 제출한 뒤 건설허가를 신청할 계획입니다.
 
㈜대우건설과 공동 수주한 이번 사업에서 한국원자력연구원은 2011년 원자로 노심, 원자로 집합체, 1차 냉각계통 및 연결계통, 계측제어계통에 대한 상세설계를 수행하고, 예비안전성분석보고서를 작성해서 요르단원자력규제위원회(JNRC)에 제출한 뒤 건설허가를 신청할 계획입니다.

이에 따라 2012년 3월 건설에 착수해 2014년 2월 시운전 개시, 2015년 3월 완공 및 시설 인도 등 계획된 일정의 차질 없는 수행을 위해 노력할 계획입니다.


■ 미래 원자력 기술 개발

한국원자력연구원은 미래 원자력 시스템 구축을 위한 파이로프로세싱(사용후핵연료 건식처리기술)-소듐냉각고속로(SFR) 연계 개발에서는 세계 최초로 파이로프로세싱의 모든 공정을 공학(엔지니어링) 규모의 일관공정으로 모의할 수 있는 시험시설인 PRIDE(Pyroprocess Integrated Inactive DEmonstration Facility)의 구축을 완료하고, 한 미 공동연구를 재개해 파이로 기술의 타당성을 검증할 계획입니다.

또한 SFR 실증로 개념설계를 완료하고, SFR 실증로의 핵심 계통의 성능 및 안정성을 실증적으로 검증할 수 있는 '소듐 열유체 종합효과 시험시설(STELLA-1)'의 설치 및 종합 시운전을 완료해 2028년 SFR 실증로 건설 목표에 한발 더 다가설 계획입니다.

PRIDE는 실제 사용후핵연료 대신 천연 우라늄으로 만든 모의 핵연료를 사용, 산화물 전처리-전해환원-전해정련-전해제련-염폐기물 재생/고화 등 파이로프로세싱의 모든 단위공정을 일관공정(integrated system)으로 공학 규모(연간 10톤 처리)로 시험할 수 있는 시설입니다.

세계 최초의 파이로 일관공정 장치인 PRIDE의 제작 및 향후 운전을 통해 파이로프로세싱 기술 실증을 세계적으로 선도하고, 향후 파이로 실증시설 및 상용시설 구축을 위한 테스트베드로 구축한다는 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.

원자력 수소 생산을 위한 초고온가스로(VHTR) 기술 개발에서는 2010년 초고온 실험기술 확보와 초고온 부품 성능 시험을 위한 150 kw급 중형 헬륨 가스루프 1차 계통 건조에 이어 2011년에는 2차 계통 건조를 완료해서 초고온 헬륨 실험 환경을 구축할 계획입니다.

또 2010년에 이어 미국 정부가 추진하는 차세대원자로사업(NGNP), 심층연소로 연구사업 등에 기술용역 수출을 지속 수행해서 초고온가스로 설계 기술을 세계적으로 선도할 예정입니다.


■ HANARO

연구용 원자로 하나로(HANARO)를 이용한 연구개발에서는 2기의 냉중성자 반사율측정장치와 열중성자 3축분광장치의 최적화 작업을 완료하고 국내외 산 학 연 연구자들에게 전면 개방할 예정입니다.

또한 냉중성자 3축분광장치의 설치를 2011년 4월 완료하고 최적화 작업을 수행하는 등 중성자 이용 연구시설 구축 및 이용 확대에 박차를 가할 계획입니다.

 한국원자력연구원은 2010년 11월 냉중성자 연구시설(CNRF)를 준공하고, 40m 중성자 소각산란장치(40M-SANS), 12m 중성자 소각산란장치(12M-SANS) 등 2기의 냉중성자 산란장치를 이용자 시설로 개방한 바 있습니다.

2011년에는 수직형 중성자반사율측정장치(REF-V), 생체계면 반사율측정장치(Bio-REF) 등 2기를 추가로 개방하며, 냉중성자 3축 분광장치(Cold-TAS)도 설치를 완료하고 개방에 앞서 최적화 작업에 착수키로 했습니다.

하나로를 이용한 방사성 동위원소 연구개발에서는 의료용 동위원소인 테크네슘(Tc)-99m의 국내 공급 안전성 확보를 위해 초소형 고효율 동위원소 발생기 원천기술을 이용, 병원 현장에서 간편하게 테크네슘을 추출해서 사용할 수 있는 Tc-99m 발생기 시제품을 제작, 식품의약품안전청에 인허가를 신청할 계획입니다.

또 연구용 원자로 핵연료 원천 기술인 원심분무 U-Mo(우라늄-몰리브덴 합금) 핵연료 기술의 해외 이전을 추진하는 한편, 향후 신형 연구용 원자로 및 수출용 연구로에 필수적인 판형 핵연료 개발을 위한 시설 구축을 추진할 계획입니다.


■ 상용 원전
 
한국원자력연구원은 상용 원전의 안전성 및 경제성 향상을 위한 연구개발에서는 순수 국내 기술로 개발한 고성능 지르코늄 합금 핵연료 피복관인 HANA(하나) 피복관의 상용화를 위해 2011년 7월 국내 최초로 집합체 단위 상용 원전 연소 시험을 시작할 계획입니다.

가동중인 경수로형 원전의 출력을 획기적으로 증강시킬 수 있는 세계 최초의 신개념 이중냉각핵연료 개발에서는 2010년 기본설계 완료에 이어 2011년 환형 소결체 2차 연소시험 등을 통해 개발된 설계 개념의 성능과 안전성을 검증, 이 분야의 국제적 기술 주도권 확보를 위해 매진할 계획입니다.

또한 가동 중인 원전의 이상 발생 여부를 조기 탐지할 수 있는 '원전 구조건전성 통합 감시/진단 시스템(NIMS)'을 2011년 5월부터 영광 원전 4호기 등 국내 원전에 순차 적용할 계획입니다.

이밖에 희토류 원소인 가돌리늄(Gd)을 사용하지 않는 '비희토류 독봉 핵연료' 개발에 착수, 희토류 자원무기화에 따른 수급 불안에 능동적으로 대처할 계획입니다.

상용 원전 3대 미자립 핵심기술 개발 노력도 지속해 2010년 원전계측제어시스템(MMIS) 관련 기술을 2010년 기술 이전한 데 이어 2011년에는 원자로냉각재펌프(RCP) 개발을 위한 RCP 시험시설 장치 구축을 완료하고, 2010년 원형 개발을 완료한 원전 설계용 고유 안전해석 코드의 성능을 검증할 계획입니다.

수출형 한국표준형원전의 신뢰도와 경쟁력을 획기적으로 강화하기 위한 재료 원천기술 개발에 본격 착수, 국내 유관 산업체와 공동 개발을 통해 수입에 의존하고 있는 핵심 소재에 대한 국내 원천 소재기술 확보를 추진합니다.

또한 세계 최고 수준인 원자력 안전 연구의 결과물을 규제기관 및 산업체에 제공, 국내 원전의 안전 운영과 안전성 향성, 효과적인 규제활동에 기여할 계획입니다.


■ 방사선융합기술

한국원자력연구원은 정읍방사선과학연구소가 수행하고 있는 방사선융합기술(RFT) 연구개발을 통해 환경 스트레스에 저항성을 갖는 다기능 유전자 및 단백질 기능 규명 연구와 퇴행성 질환 예방 및 치료용 고효능 노화 조절물질 개발, 차세대 방사선 항암 유전자 치료용 균주 개발 등을 수행할 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 기반 구축을 위한 '방사선돌연변이육종센터' 건설에 본격 착수할 예정입니다.

양성자기반공학기술개발사업단이 수행 중인 양성자 가속기 연구센터 건설은 2012년 연구센터 완공 일정에 차질이 없도록 가속기 및 빔 이용시설 구조물 공사를 2011년 10월까지 완료한 뒤, 2010년 개발 제작 완료한 뒤 시험해온 100 MeV 가속장치를 설치할 예정입니다.

이에 맞춰 대전 본원에서 운영해온 20 MeV 가속장치도 연구센터로 이전 설치할 계획입니다.


■ 원자력 수출 전략

한국원자력연구원은 2010년 기술 수출 1320만 달러, 국내 기술 이전료 54억 원의 실적을 달성한 것을 발판으로 원자력 기술 수출을 더욱 확대하기 위해 강점기술 발굴과 이에 대한 제도 지원을 더욱 확대할 계획입니다.

이를 위해 기술사업화 관련 제도와 규정을 정비, 성과 이전을 더욱 확대하고, 보다 많은 연구원들이 기술실시 보상금을 받을 수 있도록 지원할 방침입니다.

해외 수출 확대를 위해서는 연구용 원자로 추가 수주 노력과 함께 새로운 수출 전략 상품으로 개발 중인 SMART의 해외 진출을 위해 잠재 수요국들과 협력을 강화할 계획입니다.


■ 내실 다지기

한국원자력연구원은 창립 52주년을 맞는 2011년 경영 목표를 '국가의 미래를 약속하는 KAERI, 국민에게 다가서는 KAERI, 역량 있는 KAERI'로 정하고, 연구 역량의 극대화, 인재 중심 경영, 법과 제도에 근거한 투명 경영을 구현할 계획입니다.

정년퇴직 인원 증가에 따라 연구원 내 우수 인력의 경험과 지식이 사장되지 않고 전수될 수 있도록 '지식자원 전수 기본방향'을 수립하고 관련 규정을 신설할 계획입니다.

또한 우수 인재의 확보 및 육성을 위해 과감한 인사정책을 추진하고, 복지혜택 및 지원책 강화, 연구 역량을 마음껏 펼칠 수 있는 연구환경 조성 등에 주력할 예정입니다.

이 밖에 소통과 참여의 조직문화 확산시키고 직원 상호간 소통 부재를 개선하기 위해 '프로세스 개선 및 규제 개혁 제도개선추진반'의 운영을 통해 전체 직원의 의견을 수렴하고 과감하게 재도를 개선해서 소통의 기반을 마련할 계획입니다.

또 투명하고 예측 가능한 유리알 경영을 펼치고, 노사 관계 선진화를 통해 노사 동반자 관계 구축에도 노력할 계획도 세웠습니다.

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한국원자력연구원이 2010년 한 해 동안 원자력 기술 수출 계약 1320만 달러(152억 원)을 달성하며 창립 이래 최대의  수출 실적을 달성했습니다.

이는 전년 대비 300 % 이상 증가한 것으로, 세계 시장에서 주요 원자력 기술 수출국으로서의 입지를 굳힌 것으로 평가받고 있는데요.

한국원자력연구원의 2010년 기술 수출 계약은 총 25건, 1320만 달러입니다.

이는 2009년 수출 계약 건수 15건, 계약 총액 306만 달러와 비교해 330%나 증가한 수치입니다.

한국원자력연구원이 지난 2004년 연 수출액이 100만 달러 달성 이후 6년 만에 1000만 달러를 돌파하는 성장세를 이룬 것입니다.

특히 올해 수출에는 사상 첫 원자력 시스템 일괄 수출인 '요르단 연구용 원자로(JRTR)' 건설 사업 계약(700만 달러)가 포함됐습니다.

또 원자로 수출을 제외한 원자력 단위 기술의 수출액도 2009년 수출 총액 대비 100% 이상 증가해 전반적으로 원자력 기술 수출에서 괄목할 성장을 보였습니다.

수출 대상 국가도 미국, 일본, 프랑스, 덴마크, 러시아, 노르웨이 등 선진국은 물론이고, 국제원자력기구(IAEA)와 국제핵융합실험로(ITER) 등 국제 기구까지 그 영역을 넓히고 있습니다.

단순한 양적 증가가 아니라 명실상부한 원자력 기술 선도국으로 국제사회의 인정을 받은 결과입니다.

한국원자력연구원의 올해 주요 수출 실적으로는 △JRTR 건설 사업 등 대형 원자력 시스템 수출 △태국 연구용 원자로(TRR-1) 성능개선 사업과 연구로 핵연료 분말 수출 등 연구용 원자로 관련 기술 수출 △ITER 장치 설계, 고온가스로 개념설계 등 차세대 원자력 시스템 관련 연구 및 기술용역 △원자력 발전소 안전성 향상에 필수적인 원전 안전 해석 코드(프로그램) 등 소프트웨어 수출 △의료용 방사성 동위원소 생산 장비 등 연구원 개발 장치 및 설비 해외 공급 △연구용 원자로 하나로를 이용한 고품질 실리콘 반도체 생산용 중성자 도핑 기술 서비스 등입니다.

수출 내용

국가

금액 (달러)

중성자 도핑서비스

덴마크 Topsil conductor Materials

514,801

중성자 도핑서비스

일본 Sumco Techxiv Co

858,001

OECD/Halden Reactor Project / 노심해석코드 기술협력

노르웨이 IFE연구소

22,500

대형 곡면형 중성자 2차원 검출기 제작 공급

일본 NIKI Glass Co. LTD.

192,743

단열 투수도를 결정하는 단열 간극에 대한 압력의 영향에 관한 연구

미국 SNL

100,000

고온가스로를 이용한 초우라늄(TRU) 심층연소 기술개발

미국 LOGOS Technologies

315,383

2010 TINT-KAERI TRAINING COURSE ON NUCLEAR EMERGENCY PREPAREDNESS and MITIGATION

태국 TINT

7,000

ITER 핫셀장치 폐기물 원격취급 연구 (연장)

ITER 국제기구

76,720

사용후핵연료집합체 내부 위치별 감마 및 중성자 측정

미국 LLNL

12,500

중성자 도핑서비스

일본 Shin-Etsu Handotai Co

881,834

TURNKEY EPC CONTRACT for a Research and Training Reactor at t he Jordan University of Science and Technology

요르단 JAEC

7,000,000

중성자 도핑서비스

일본 COVALENT

264,550

삼중수소 제거공정 개념설계/ (핵융합연구소 경유) 설계

ITER

449,971

Tc-99Mo RI 생산장치

러시아 Technomedexport

94,500

NGNP 개념설계를 위한 계통 과도해석

미국 GA

618,816

IAEA CRP: Reducing Risk from Transboundary Animal Diseases (TAD) and those of Zoonotic Importance: The Early and Rapid Diagnosis of Transboundary Animal Diseases such Avian Influenza (기간연장 1년)

IAEA

9,942

TRR-1/M1 연구로 계측제어계통 개선 자문

태국 TINT

53,065

NU-8% Mo 분말 수출

프랑스 CEA

19,000

DU-8% Mo 분말 수출

이르헨티나 CNEA

30,000

동아시아 핵비확산 협력강화방안 도출

미국 SNL

83,400

신논리 정량화 소프트웨어 개발 자문 (III)

미국 EPRI

75,983

나노기술이용 방사성표지입자 제조 /산업적 활용성 연구(계약갱신)

IAEA

6,810

아르헨티나 건설 후보 노형 비교 평가 용역 기술 자문

이탈리아 피사 대학

6,810

B형 방사성폐기물처리 기기 및 시설 검토자문

ITER

13,620

I131RI분배/제품화 라인설치

알제리 CRND

1,560,000

수출금액 합계

 

13,267,949


이를 자세히 살펴보면 한국원자력연구원은 대우건설과 컨소시엄을 이뤄 요르단 정부가 발주한 연구용 원자로 건설 사업을 수주해 향후 15년간 최대 20조 원 규모로 예상되는 연구용 원자로 시장에 성공적으로 첫발을 내디뎠습니다.

또 IAEA, ITER, 경제협력개발기구 산하 원자력기구(OECD/NEA), 미국 정부 등을 대상으로 연구와 설계 용역사업이 더욱 확대되면서 고온가스로, 핵융합로 등 차세대 원자력 시스템 개념설계 등 첨단 기술 용역 수행도 증가하고 있습니다.

장치와 제품분야에서는 I-131과 Tc-99m 등 의료용 방사성 동위원소 생산 장비를 그동안 IAEA를 통한 개발도상국들에 제공하던 사업에서 뛰어넘어, 러시아와 알제리 등 개별 국가 대상으로 직접 수출도 본격화했습니다.
 
또  일본, 벨기에 등에 제공 중인 반도체 중성자 도핑 서비스의 경우 연구용 원자로인 하나로(HANARO)의 우수성과 품질관리 능력의 향상으로 연간 수주액이 200만 달러 규모까지 증가했습니다.

HANARO(Highly Advanced Neutron Application Reactor)


여기에 세계 기술을 선도하고 있는 원전의 안전해석 프로그램 수출도 꾸준히 증가하고 있습니다.

한국원자력연구원은 가속도가 붙은 원자력 기술 수출을 더욱 확대하기 위해  의료용 방사성 동위원소 생산 장치, 가속기와 열수력 시험설비, 각종 검사 및 감시 장비, 안전 해석 컴퓨터 코드, U-Mo 핵연료 분말 제조기술 등 수출 전략품목에 대한 시장분석과 시장개척 활동을 확대할 계획입니다.

특히 한국원자력연구원은 연구용 원자로 추가 수주 노력과 함께 새로운 수출전략 상품으로 개발 중인 중소형 일체형 원자로 SMART(스마트)의 표준설계인가를 2011년 말까지 획득할 계획입니다.

이를 통해 UAE, 카자흐스탄 등 SMART의 잠재 수요국들과 협력을 강화하고 있습니다.

또 미래 수출가능 품목에 대한 기술 발굴활동과 산업화를 지속적으로 추진하기 위해 최근 원자력 시스템 기술과 시스템 감시기술, 핵연료 및 재료 기술, 원전 계측제어(I&C) 기술, 컴퓨터 코드, 폐기물 관리기술, 방사선 기술 등 7개 분야에서 33개 수출 가능기술을 선별해서 해외 수출 카탈로그를 제작하기도 했습니다.


구분

건수

수출금액(US달러)

1991

1

276,300

1993

1

342,000

1994

3

215,171

1995

2

245,661

1996

1

120,000

1997

1

30,000

1998

1

8,500

1999

4

94,689

2000

6

142,908

2001

6

93,320

2002

7

358,281

2003

10

783,416

2004

15

1,887,980

2005

22

1,740,960

2006

18

2,408,150

2007

28

4,647,300

2008

21

2,551,329

2009

15

3,063,392

2010

25

13,267,949





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정연호

한국원자력연구원장이 새로 선임됐습니다.

기초기술연구회는 24일 오후 제18대 한국원자력연구원장에 정연호(59) 박사를 선임했는데요.

정연호 박사는 대전 출신으로 서울대학교 원자력공학과를 졸업하고,  미국 North Carolina 주립대에서 원자력공학으로 박사학위를 취득했습니다.

1979년 한국원자력연구원에 입사하여 연구관리부장, 경수로연료개발부장, 신형원자로개발단장, 선임단장 등을 거치고 지난 2007년에는 약 3개월 간원장 직무대행을 수행한 바 있습니다.

신임 정연호 원장은 우리나라 원자력 연구개발에 있어 경수로용 신형 핵연료 원천기술의 개발과 선행 핵연료주기 관련 인프라 구축에 주도적 역할을 했다고 합니다.

<주요 이력>
정연호(鄭然浩)
1951. 10. 28일 생(59세)
학 력
- 대전고등학교(1967. 3~1970. 12)
- 서울대학교 원자력공학과(1971. 3~1975. 2)
- 미국 North Carolina 주립대 원자력공학 박사과정 졸업(1982. 1~1986. 5)

경 력
- 핵연료설계팀장 (미국 ABB-CE사 파견) ('86.12)
- 정책연구실장('91.09)
- 연구기획실장('93.06)
- 연구.사업조정부장(‘95.4)
- 연구관리부장('96.01)
- 경수로연료개발부장('02.11)
- 신형원자로개발단장 및 선임단장(부소장급) 겸직('05.04)
- 원장 직무대행('07.09)



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