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한국원자력연구원이 2016년까지 부산 기장에 20MWt급 연구용 원자로 1기와 동위원소 생산 시설을 건설하기로 하면서 암으로 고통받고 있는 환자들에게 희망이 되고 있습니다.

그렇다면 원자로가 암 환자들과 무슨 관계가 있는 것일까요?

□ 2009년, 우리나라 종합병원에서 암세포 전이 여부를 확인하는 뼈 스캔 검사가 대폭 축소되면서 암 환자들이 발을 동동 굴러야 했습니다.

그 이유는 세계 몰리브덴(Mo)-99 생산의 약 38%를 담당하던 캐나다의 원자로(NRU)가 노후로 가동이 중지되면서 전 세계적으로  공급이 급감했고, 가격도 최고 5배까지 폭등했기 때문입니다.

몰리브덴-99는 자연 상태에서는 존재하지 않는 방사성 동위원소입니다.

원자로를 통해 생산된 몰리브덴-99는 2차 가공을 통해 테크네튬(Tc)-99m이라는 새로운 방사성 동위원소를 만드는데, 이 테크네튬이 PET를 이용한 암 진단에 사용됩니다.

이에 한국원자력연구원은 보유한 연구로인 하나로를 이용해 테크네튬(Tc)-99m를 긴급 생산하기도 했습니다.

□ 일반적으로 인체에 쪼이면 해로운 방사성 물질이 오히려 암 등 특수한 질병의 진단이나 치료에 이용됩니다.

기본 원리는 원자핵이 불안정한 방사성 동위원소의 성질을 이용해 인위적으로 방사선을 방출함으로써 특정 암 세포를 추적하거나 파괴하고, 어떤 물질의 원자 성질을 목적에 맞도록 변화시키는 것입니다.

테크네튬의 경우 방사성 동위원소 붕괴 과정에서 떨어져 나온 전자가 암 세포와 특이 반응을 합니다.

이를 이용해 테크네튬을 인체에 주입한 후 PET를 이용해 테크네튬에서 방출하는 감마선을 추적하면 암의 위치를 파악할 수 있습니다.

또 방사선 요오드(I-131)를 인체에 투여하면 갑상선암 조직에서 방사선을 방출해 암 세포를 파괴합니다.

우리나라의 경우 한국원자력연구원이 가동하고 있는 하나로(HANARO)에서  국내 I-131 수요의 약 70%를 공급하고 있는데, 이는 1주일간 300∼400명의 환자를 치료할 수는 있습니다.

□ 방사성 동위원소는 첨단 반도체 소자 생산이나 비파괴검사 진단기에도 사용됩니다.

한국원자력연구원 하나로의 핵도핑 변환 장치(NTD)는 부도체인 고순도 실리콘(Si) 단결정을 원자로에 넣고 중성자를 쪼여 실리콘 원자핵 중 극미량을 인(P)으로 핵변환 시킴으로써 n-형 반도체로 변환시키는 장치입니다.

이는 실리콘에 인을 직접 확산시키는 화학 공정보다 인의 분포를 매우 균일하게 할 수 있는 장점이 있으며, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 고속전철, 자기부상열차, 전기자동차, 풍력발전소 설비 등에 사용됩니다.

하나로는 전 세계 NTD 반도체 수요의 약 15%를 담당하고 있습니다.

□ 한국원자력연구원이 부산 기장에 건설하는 신형 연구로는  하부구동 제어장치, 판형 핵연료 등의 최신기술을 적용하여 연구로 수출 역량을 획기적으로 강화하고, 핵의학 진단 및 치료에 필수적인 방사성 동위원소의 국내 수급 안정과 수출산업화 등에 활용될 전망입니다.

<사 업 개 요>

사업 위치 
부산광역시 기장군 장안읍 임랑리 산94-1번지  원자력 의과학 특화단지 내 130,000 ㎡

구축 시설
 ○ 20 MWt 급 연구용 원자로 1기
 ○ 활용 시설 :
   - 동위원소 생산 및 연구개발 시설,
   - LEU(저농축 우라늄) 표적 및 Fission Mo 생산 시설
   - 중성자 조사 시설

연구로 기본 특성 및 조건
 ○ 성능 요건
   - 연구로 열출력 : 약 20 MW     (최대 열 중성자속: 3x1014 n/cm2?s 이상)
   - 핵연료 : 저농축 우라늄 (농축도 20% 미만)
   - Fission Mo 표적 : 저농축 우라늄 사용
   - 중성자 핵변환 도핑 조사공 크기 : 6, 8, 12 인치
 ○ 기능 요건
   - 의료 및 산업용 방사성 동위원소 생산 및 연구
   - 중성자 조사 서비스

사업 기간
 ○ 총 사업기간 : 2012~2016년 (5년) 

사업 목적
연구용 원자로 수출역량 강화를 위한 국내 실증
 ○ 경쟁력 있는 연구로 모델 개발과 국내 건설을 통해 신규 해외 연구로 사업 발주 시 적기 대처
 ○ 일부 미확보된 연구로 핵심 기술 개발 및 실증을 통한 연구로 경쟁력 강화로 연구로 2대 공급국으로 부상
   - 하부 구동 제어장치
   - U-Mo 판형 핵연료
   - LEU 표적 제조 기술을 통한 Fission Mo 생산 공정
    (Ⅳ. 핵심 기술 개발 및 실증 계획 참고)

의료용 및 산업용 방사성 동위원소 국내수급 안정화와 수출
 ○ 테크네튬(Tc)-99m 등 절대량을 수입에 의존하는 의료용 방사성 동위원소의 고질적 수급난 해소
 ○ 주요 동위원소의 100% 자급을 통한 국민의 삶의 질 향상
 ○ 동위원소 국제시장 공급을 통한 수출산업화
   ※ Tc-99m : 암 등 질병의 영상진단에 사용되는 방사성 동위원소로서 몰리브덴(Mo)-99의 방사성 붕괴를 통해 생성

관련 연구개발 증진 및 신산업 창출
 ○ 방사성 동위원소 이용 고부가가치 의료 및 산업 활성화
 ○ 중성자 핵변환 도핑(NTD) 서비스를 통한 전력 반도체 산업 성장 유도
 ○ 방사성 동위원소의 의료?신소재산업 등과의 융합을 통한 신기술 창출

핵심 기술 개발 및 실증 계획

1. 판형 핵연료 

 필요성
 ○ 호주 OPAL, 미국 ATR, 프랑스 OSIRIS, 네덜란드 PALLAS, 중국 CARR 등 세계 대부분 연구로는 넓고 납작한 형태의 판을 여러개 조립해서 만든 판형 핵연료 사용(하나로는 다발 형태의 봉형 핵연료 사용)
 ○ 신규 건설되는 연구로도 대부분 판형 핵연료를 요구함(프랑스 JHR, 네덜란드 PALLAS, 요르단 JRTR 등)
 ○ 연구로 수출 경쟁력 강화를 위해서는 판형 핵연료 설계, 제작, 시험 자료 확보 필요

기술 현황
 ○ 연구로 수출 경쟁국인 프랑스, 아르헨티나 등은 자체 설계, 제작 및 성능 시험 자료 확보 보유
 ○ 원자력硏은 봉형 핵연료에 대한 경험을 보유하고 있으며, 판형 핵연료에 대한 설계 능력은 프랑스, 아르헨티나의 70% 수준
 ○ 판형 핵연료 제작 기술은 일부 공정(분말, 혼합)만 보유하고 있지만, 국내 개발 경험은 그동안 필요성이 없어 전무한 실정임
 ○ 원자력硏은 연구로 핵연료 핵심 원천 기술인 원심분무 핵연료 분말 제조기술을 독점적으로 확보하고 있어, 단기간 내에 판형 핵연료 개발이 가능

※ 수출용 신형 연구로는 성능이 뛰어난 U-Mo(우라늄-몰리브덴 합금)을 세계 최초로 핵연료로 사용할 계획임

2. 하부 구동 제어봉 장치

필요성
 ○ 제어봉은 원자로의 출력을 조절하는 장치로, 이를 구동하는 장치가 원자로 노심 상부에 위치하는 경우 동위원소 생산 등을 위해 조사물을 원자로에 삽입하기 위한 공간에 제약이 따름
 ○ 하부 구동 제어장치는 노심 상부에 위치하는 상부구동 방식에 비해 노심 상부에 넓은 이용 공간을 제공하므로 운전중 동위원소 시료 교체가 빈번하게 일어나는 연구용 원자로에서는 하부구동 방식을 채택하고 있음
 ○ 지속적인 연구로 수출을 위한 국제경쟁력 확보를 위해서는 하부 구동 제어장치 개발과 기술력 확립이 필요함

기술 현황
 ○ 해외의 많은 연구로는 하부구동장치를 사용하고 있으며 최근에 완공한 호주와 중국, 건설 중인 프랑스의 연구로 등도 하부구동장치를 채택하였음
 ○ 주요 연구로 공급국은 모두 자체 기술을 보유하고 있음
 ○ TRIGA, HANARO 등 국내 연구로는 상부구동 방식을 택하고 있어, 국내에서는 하부 구동 제어봉장치가 개발되지 않았음
 ○ 네덜란드 PALLAS 연구로 및 남아공 DIPR 사업 입찰 참가시 하부 구동 제어 장치에 대한 개념설계 경험이 있음

신형 연구로용 하부 구동 제어장치 기술 개발
 ○ 2011년부터 연구에 착수, 신형 연구로 건설 사업보다 1년 앞서 진행되고 있음
 ○ 연구 개발 내용
   - 하부 구동 제어봉장치 개념, 기본 및 상세설계
   - 핵심 부품 제작 및 부품 성능 검증
   - 종합시험시설 설계 및 구축 
   - 제어봉장치 시제품 제작
   - 설계검증시험(성능, 내진, 내구성 시험) 

3. LEU 표적을 이용한 Fission Mo 생산

 Fission Mo  표적 제조 기술이란?
 ○ 의료용 방사성 동위원소 수요의 80%를 차지하는 Tc(테크네튬)-99m은 Mo(몰리브덴)-99의 붕괴 과정에서 발생하는 핵종으로, Mo-99의 대부분은 원자로 안에서 우라늄의 핵분열 과정에서 생성되는 핵분열 생성물에서 분리해낸 Fission Mo임
 ○ Fission Mo 생산에는 농축도 90% 이상의 고농축 우라늄(HEU, 핵폭탄용으로 전용 가능한 우라늄)이 사용됐으나,  '90년대 후반부터 미국으로 중심으로 HEU 대신 농축도 20% 이하의 저농축 우라늄(U-235 농축도: 20% 이하, LEU)을 사용하도록 하는 정책이 추진됨
 ○ LEU 표적 제조 기술이란 Fission Mo의 원료인 LEU를 한정된 공간에 최대한 넣어 생산성을 높이고 폐기물량을 줄이면서 높은 안정성을 보장할 수 있도록 설계 제작하는 기술임

기술 현황
 ○ 연구로 수출 경쟁국인 아르헨티나가 소규모로 LEU 표적을 이용 Fission Mo를 생산하고 있음
 ○ Mo-99 주요 공급국인 남아공은 미국에 주당 4,000 Ci(큐리) 공급을 목표로 HEU에서 LEU로 표적 변경 중
 ○ Mo-99 세계 수요의 50%를 차지하는 미국은 향후 LEU 표적에서 생산되는 Fission Mo만 구매할 예정으로, 주요 생산국들이 LEU 이용 생산을 시작할 것으로 판단됨
 ○ 우리나라는 Fission Mo 분리 기술은 보유하고 있지 않으나, 원자력硏이 Fission Mo 생산용 LEU 박판 제조 기술을 보유하고 있으며 박판 시제품을 여러 국가에 공급한 바 있음

개발 계획
 ○ 상용 생산에 적합한 LEU 표적과 이에 맞는 Mo-99 추출 공정 개발 (2012~2016)
  - LEU 표적 제조 기술 개발
    LEU 물질에 적합한 Fission Mo 생산 후보 표적 선정 
    후보 표적에 대한 제조공정 기술 개발, 시설 확보 및 시제조
    후보 LEU 표적 노내 조사 기술 및 평가 기술 개발 
    품질관리 기술 개발 및 품질보증 체계 확립 
  - Fission Mo 생산기술 개발
     LEU 이용 Fission Mo 대량생산 공정 연구
     Mo-99 추출공정 평가 및 고효율 분리기술 개발 
     최적 대량생산 시스템 설계 및 구축
     국제 및 국내 인허가 추진

세계 연구로 시장 현황
○ 수요 예측은 기존 연구로의 대체 수요와 신규 건설 수요로 구분
○ 대체 수요 중 수출 가능 시장
- 전 세계에서 운전 중인 240여기의 연구용 원자로 중 63% 이상이 30년 이상 운전
- 연구로의 수명을 40년으로 가정하는 경우 향후 2050년까지 110여기의 연구로 대체 수요 발생 전망
- 이 중 자체 건설 능력이 있는 국가와 구공산권 등 공급자 선정에서 특수관계가 영향을 미칠 것으로 예상되는 국가를 제외한 연구로 대체 수요는 34기
- 그 절반을 한국이 수주하고 나머지 반을 아르헨티나, 프랑스가 수주한다고 가정하면 17기 수출 가능
○ 신규 연구로 건설 수요
- 연구로 미보유국 중 발전용 원자로 도입에 대비한 인력 및 기술 양성 또는 연구로 이용 확대를 위하여 연구로를 도입하려는 경향이 늘고 있음
  연구로 도입이 이미 도입이 결정된 요르단을 제외하면 아제르바이잔, 수단, GCC(Gulf Country Cooperation) 국가 중 사우디아라비아, 쿠웨이트, 레바논, 필리핀, 튀니지아, 탄자니아 등이 연구로 도입을 고려하고 있으며,
 이외에 싱가폴도 연구로 도입을 고려하고 있어 현재 신규로 연구로를 도입할 것을 고려하고 있는 나라는 9개국임.
- 향후 50년간 15~16기 정도의 신규 연구로 수요 발생 예상
- 이 중 한국 수주 가능 연구로 수는 5기로 추정
○ 따라서 한국은 향후 50년간 약 22기(17+5)의 연구로를 수주할 수 있을 것으로 전망하며, 이는 약 2년마다 1기를 수주하는 것에 해당


<국내 연구용 원자로 현황>

 

TRIGA Mark-Ⅱ

TRIGA Mark-Ⅲ

AGN-201K

하나로

(HANARO)

수출용

신형연구로

위치

서울(공릉동)

서울(공릉동)

서울(경희대)

대전

부산 기장군

가동 시작

1962.3

1972.4

1982.12

1995.2

건설 예정

 (2016년)

운전 현황

영구 정지

해체 중

(1995.1)

영구 정지

해체 완료

(1995.12)

가동중

가동중

-

열출력

100 kW

(250 kW로 증강)

2 MW

0.1 W

(10 W로 증강)

30 MW

20 MW

최대 열중성자속

(n/cm2ㆍsec)

1x1013

7x1013

4.5x108

4.5x1014

3x1014

원자로 형식

개방수조형

개방수조형

공기냉각형

개방수조형

개방수조형

냉각 방식

상향 자연 대류

상향 자연 대류

자연 대류

상향 강제 냉각

하향 강제 냉각

핵연료

UZrH

UZrH

UO2

U3Si-Al, 봉형

U-Mo, 판형

제어봉 구동방식

상부 구동

상부 구동

핵연료 양으로 출력 제어

상부 구동

하부 구동

냉각재/감속재

반사체

H2O

흑연

H2O

H2O

-/폴리에틸렌

흑연

H2O

D2O

H2O

Be

활용 분야

중성자빔 이용, 동위원소 생산,

교육 훈련

중성자빔 이용,

동위원소 생산,

조사 시험,

교육 훈련

학생 교육

(영출력 임계 시험로)

다목적 

(중성자빔 이용,

동위원소 생산,

NTD 반도체 생산,

핵연료노내조사시험,

비파괴검사 등)

동위원소 생산,

NTD 반도체 생산

설계 및 건설 주체

턴키 공급

(미국)

턴키 공급

(미국)

무상 기증

(미국)

자력 설계 건설

자력 설계 건설


<주요 Mo-99 공급 연구로 운영 현황>

국가

원자로

가동년도

출력

(MW)

열중성자속

(n/cm2.s)

세계시장 점유율(%)

가동현황

캐나다

NRU

1957

135

4×1014

38

유지보수로 운전중지 

(‘09.05.- ‘10.08.)

네덜란드

HFR

1961

45

2.7×1014

26

유지보수로 운전중지 

(‘10.03.- ‘10.08.)

벨기에

BR2

1961

100

1×1015

16

 

남아공

SAFARI-1

1965

20

2.4×1014

16

 

프랑스

OSIRIS

1964

70

-

3

 


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.

posted by 글쓴이 과학이야기

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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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