원자력연, 사용후핵연료 대량 운반용기 개발

기존대비 3배 운반능력, 충격⋅침수⋅화염 대응 안전성 확보

한국원자력연구원(이하 원자력연) 중수로 사용후핵연료를 안전하게 운반할 수 있는 대용량 운반용기를 개발했다.

중수로 사용후핵연료 60다발 바스켓을 2열 3단 적재해 총 360다발을 운반하는 KTC-360. 한국원자력연구원

우리나라는 사용후핵연료를 원자력발전소 부지 내 습식저장조와 건식저장시설에 임시 보관 중이며, 정부 규정에 따라 2040년대 완공되는 중간저장시설로 이전해야 한다. 

이 때 중수로 사용후핵연료가 경수로 사용후핵연료보다 먼저 운반될 예정이다. 

사용후핵연료를 안전하게 운반하는 것은 전 세계적으로 주요한 관심사다. 

특히 운반과정에서 사용후핵연료가 받는 영향에 대한 안전성 평가뿐 아니라, 운반에 따른 비용 절감과 효율성 향상을 위해 대형 용기를 개발하는 것이 중요하다. 

사용후핵연료 360다발, 기존 운반능력 3배

원자력연 운반저장기술개발실은 한 번에 중수로 사용후핵연료 360다발을 운반할 수 있는 대용량 운반용기 KTC-360을 ㈜코네스코퍼레이션, ㈜무진기연과 공동으로 개발했다.

KTC-360 운반용기. 한국원자력연구원

이는 기존 운반용량 120다발의 3배 규모다.

연구팀은 운반용기의 크기, 중량, 재료 등을 고려해 용량을 늘릴 최적의 설계 조건을 찾았다. 

이를 통해 기존 60다발 바스켓을 1열 2단까지 적재할 수 있었던 것을 2열 3단까지 적재해도 안전에 문제가 없도록 했다.

이를 위해 연구팀은 6년에 걸쳐 신규 운반용기 설계, 안전성 해석, 시험평가, 제작성 검증을 완료하고, 인허가 과정에서 낙하, 화재, 침수 등 가혹조건에서도 우수한 성능과 안전성을 입증했다.

800℃ 화염에 30분간 노출된 상황을 모사하는 화재시험. 한국원자력연구원

실제 새 운반용기는 9m 높이 낙하시험, 800℃ 화염 30분 노출, 가압침수시험 등에서 안전조건을 충족했다.

원자력연은 KTC-360 개발과정에서 획득한 노하우와 특허, 설계승인서 사용권 등을 기업에 이전할 예정이다.

원자력연 최우석 운반저장기술개발실장은 “중수로 사용후핵연료는 다발수가 절대적으로 많아서 운반횟수와 운반용기가 비용과 직결된다”며 “이번에 개발된 대용량 운반용기는 예산절감과 원자력 안전에 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.comㄷ