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핵연료 재처리설비의 재료개발과 부식문제

전문가 제언: ○ 우리나라의 방사성 폐기물 배출량을 보면 현재 20개 원자로에서 나오는 사용 후 핵연료는 2016년이면 포화상태가 되며, 2000년에 발표된 산자부의 장기 전원 계획에 따라 향후 2015년에 총 27기의 원자력발전소가 운영될 경우 예상되는 사용 후 핵연료의 누적-발생량은 약 36,000여 톤에 이를 것으로 추정된다. 이에 따라 사용 후 핵연료의 재처리, 재가공을 위한 시설의 건설과 이를 효율적으로 관리할 수 있는 기술개발이 필요하다.

○ 한국원자력연구원을 포함한 국내의 관련기관에서는 레이저 빔을 이용한 초정밀 용접기술과 광섬유를 이용한 레이저 빔 전송방식에 의한 원격 초정밀 용접의 하나로 조사시험 및 성능평가용 재가공 핵연료 소결체와 연료봉을 제조하는 등, 사용 후 경수로 핵연료를 이용한 건식 재가공 핵연료 소결체 및 연료봉 제조기술과 조사시험용 핵연료봉과 재가공 핵연료봉의 제조기술을 개발하고 있다.

○ 본고에서 티타늄과 AISI 304L 스테인리스강과의 이종재료접합에 사용한 폭발압접 클래드판의 품질을 확보하기 위해서는 초음파 탐상검사를 행하고 필요에 따라 각종 기계적 성질시험(판 두께 방향의 인장시험, 전단 험, 충격시험, 굽힘시험 등)과 접합계면의 현미경 조직관찰 등을 실시해야 한다. 또한 제품을 가공한 후에는 치수 측정, 침투 탐상시험, 헬륨 누설검사를 실시하여 기준을 충족시키는 것이 필요하다. 이밖에도 열 사이클 시험과 내압시험 등을 실시하여 폭발압접 접합부의 물성을 확인하여 높은 신뢰성을 유지하는 것이 중요하다.

○ 원자력발전설비를 많이 보유하고 있는 우리나라는 성능이 우수하고 부식문제가 발생하지 않는 사용 후 핵연료의 재처리설비 개발에 더욱 주력할 필요가 있다. 인도의 IGCAR에서 핵연료 재처리설비용 특수 스테인리스강의 개발, 티타늄/AISI 304L 스테인리스강 이종재료 접합기술, DOCTOR 기술 등에 관하여 정리한 내용은 국내 고준위 폐기물 영구처분시설 제작에 사용되는 금속재료/용접기술의 개발과 활용에 매우 유익한 자료이다.

저자: Baldev Raj
자료유형: 학술정보