[원자력연, 안전한 원전기술 우리 것으로]<하>원자력 안전기술, 혁신에 도전하다

한국원자력연구원은 미래지향 원자력 안전기술 혁신에서도 큰 축을 담당한다. 기존 원자력 기술에 DNA(데이터·네트워크·AI), 소·부·장, 센싱, 3D 프린팅, 로봇 등 첨단기술을 도입해 세계 최고 수준 원전 안전 확보에 나선다.

원자력연은 슈퍼컴퓨팅 기반 원전 모델과 시뮬레이션 핵심기술을 개발 중이다. 원전 모델로 원자로 주요 부품과 핵연료 상태를 실시간 파악해 비상 상황을 즉각 대처할 수 있다. 첨단 시뮬레이션 기술로는 고비용 실험을 대체해 신형 원전 개발 기간·비용 절감에 기여한다.

원자로 내부 핵연료를 봉 단위로 시뮬레이션한 모습

원전기기 진단 신뢰도를 높이는 표준화 상태 기반 정비 플랫폼 기술도 있다. 실시간으로 원전 주요 설비 센싱, 데이터 처리가 가능하다. 원전 조기 감시와 상태 예측 진단에 쓰여 안전 불안을 해소한다.

원자력연은 지진·쓰나미 등 재해가 동시 발생할 때 리스크를 정량 평가할 수 있는 전산 프로그램 역시 개발했다. 재해 취약도를 한눈에 볼 수 있는 사용자 편의성을 세계 최초로 갖췄다.

복합자연재해를 고려한 원전 안전성 평가 프로그램 구동 화면

방사선 노출 소재·부품 미세조직을 원자단위로 정밀 분석하고, 수 마이크로미터(㎛)의 균열까지 파악할 수 있는 인프라(H-MAP)는 구축 중이다. 이런 원자력 재료 종합 분석 기술은 장기간 가동되는 원전 부품 안전성을 보증하고, 관련 신소재 개발에도 활용된다.

원자력연은 3D 프린팅 기술도 각종 원전 부품 제조에 적용하고 있다. 이미 기존 핵연료 피복관 소재에 초고온 내산화 물질을 3D 프린팅으로 코팅해 고열 안전성과 강도, 내부식성을 높인 기능성 하이브리드 소재도 개발했다.

3D 프린팅 장치와 기술을 이용한 핵연료 피복관 제조 모습

원자력연은 로봇을 활용, 원전 작업 안전성도 높여왔다. 방사선 분포를 측정하고 재난 정보를 전파하는 '래피드', 고하중 양팔로 장애물을 치워 통로를 개척하는 '암스트롱', 실내 진입해 피해자를 탐색하고 사고 원점 정보를 제공하는 '티램' 등 방재 로봇 삼총사를 개발했다. 최근에는 고도화된 AI 로봇 기술도 접목하고 있다.

원전 유지보수 로봇

원자력연이 주도하는 이들 원자력 혁신 안전 기술 개발은 대형 가동 원전뿐만 아니라, 선진 소형모듈형원전(i-SMR·MSR·VHTR), 초소형원전 등 분야에도 확대 적용할 수 있다. 세계 최고 수준 융복합 기술로 원전 운영 잠재 위험요인에 대처해 경제적이고 안전한 원자력 기술 구현에 나선다.

최기용 원자력연 지능형원자력안전연구소장은 “원자력연은 국민이 신뢰하고 안심할 수 있는 원자력 안전을 달성하기 위해 첨단 디지털 기술을 도입한 안전 기술의 혁신에 끊임없이 도전하고 있다”고 말했다.

김영준기자 kyj85@etnews.com