원자력연, 성능시험용 수조 내 핵심기기 네덜란드로 제작-출하
국내 첫 유럽시장으로의 원자력 기술 수출 성과인‘네덜란드 연구용 원자로 개선사업(Optimized Yield for Science, Technology, Education of Radiation, OYSTER Project)’의 핵심 기기가 완성되어 발주처인 네덜란드 델프트공대에 성공적으로 인도한다.
이 프로젝트는 네덜란드 델프트공대(Technical University of Delft)에서 운영 중인 연구용 원자로에 냉중성자 연구시설을 구축하는 사업. 지난 2014년 한국원자력연구원과 현대엔지니어링(주), 현대건설(주)로 구성된 컨소시엄이 총 계약금 약 280억원 규모의 OYSTER 프로젝트를 수주해, 국내 원자력 기술의 사상 첫 유럽시장 진출을 이뤄냈다. 2015년 7월부터 1년 4개월간 이루어진 ‘1단계 사업’은 기본 설계를, 2017년 3월에 시작하여 2020년 4월에 완료될 ‘2단계 사업’은 제작 및 설치를 수행한다.
한국원자력연구원(백원필 원장 직무대행)은 지난 2017년 3월 착수한 OYSTER 프로젝트 2단계 사업의 주요 핵심기기인 ‘성능시험용 수조 내 기기’ 제작을 완료하여 2월 20일에 출하식을 갖고 네덜란드 측에 인도한다고 밝혔다.
국내서 약 3년 이상의 제작 과정을 거쳐 탄생한‘성능시험용 수조 내 기기’는 올해 9월 원자로 수조 내에 설치될 예정인 ‘냉중성자원 수조 내 기기’의 시제품 성격이다. ‘냉중성자원 수조 내 기기’가 실제로 원활하게 작동하는지 확인하기 위하여 이와 동일한 부품으로 제작하였다. 델프트공대는 현지에서 제작한 극저온헬륨냉동기, 수소공급계통, 진공계통 등의 보조계통과 이번에 제작한 ‘성능시험용 수조 내 기기’를 연결하여 ‘열사이펀’ 현상이 원활하게 구현되는지 확인한다. 그 결과를 토대로, 실제로 원자로 수조에 설치할 ‘냉중성자원 수조 내 기기’의 설계를 확정하고 제작을 진행한다.
열사이펀(Thermo-siphon) 현상 : 연구용 원자로 내의 감속재인 액체수소가 상변화를 거치며 자연대류에 의해 순환하는 현상을 의미한다. 원자력 연구에서 사용되는 냉중성자를 생성하기 위해서는 액체수소가 필요한데, 이번에 제작된 ‘냉중성자원 수조 내 기기’는 이 열사이펀 현상을 통하여 기체수소를 액체수소로 변화시킨다. 열사이펀 방식을 사용하는 ‘수조 내 기기’는 해외에서 운용하는 ‘직접냉각방식’이나 ‘강제순환방식’을 적용한 기기보다 안정성이 높으며 유지보수에 유리하다는 장점이 있다.
수조 내 기기는 원자로에 근접하게 설치되어 핵분열 시 발생하는 열중성자를 냉중성자로 변환시켜주는 핵심기기이다. 고진공 (10-5 Torr), 극저온(-250 ℃)의 극한환경에서 구동해야 하므로 각 구성품의 설계와 제작이 까다롭다. 따라서 압력시험, 헬륨누설시험 등의 다양한 시험을 거쳐 기기의 성능과 건전성을 입증하는 제작 과정을 거친다.
한국원자력연구원 우상익 연구로개발단장은 “(주)무진기연 등 국내 제작업체와의 긴밀한 협업을 통해 여러 가지 기술적 난관을 극복하여 성공적으로 ‘성능시험용 수조 내 기기’ 제작을 완료함으로써 사업 완료에 한 발짝 더 다가서게 되었다.”고 밝혔다.
한편, 델프트공대는 한국원자력연구원 컨소시엄이 공급하는 냉중성자 연구시설을 활용하여 신약개발 등의 바이오 분야, 나노 분야, 신소재 분야 원천기술 개발을 추진함으로써 유럽 지역에서 선도적 연구기관으로서의 입지를 더욱 공고히 할 계획이다.
