글로벌 500조 '원전 해체 시장' 덕에 로봇 산업 '들썩'

사람 대신 핵연료봉 수거·운반 등 작업 수행할 현장 투입 역할 필요
로봇 이용 해체 작업 성공 시 글로벌시장 진출 발판 마련도 기대

고리 1호기 원전 해체가 결정되면서 관련 로봇 산업이 주목 받고 있다. 사진은 한국원자력연구원이 개발한 암스트롱 로봇의 방사능 방재 훈련 모습. /사진=한국원자력연구원

최근 원자력안전위원회(원안위)가 국내 첫 상업 원자력발전소인 부산 기장군 고리 1호기의 해체를 결정하면서 로봇의 역할도 주목받고 있다. 폭발·분진·피폭 등 원전이 지닌 위험 요소가 가득해 사람이 해체 작업을 수행하는 데는 한계가 있어서다.

앞으로 글로벌 원전 해체 시장 규모가 500조원이 넘을 것으로 추산되는 만큼 해당 작업을 수행할 로봇의 역할 범위와 작업 성공 가능성에도 관심이 집중된다.

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고리 1호기 해체… 사람의 작업은 한계

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2일 업계에 따르면 한국수력원자력(한수원)은 2037년까지 12년 동안 총 1조713억원을 투입해 고리 1호기 작업에 나선다.

한수원은 원안위의 해체 승인에 따라 ▲영구정지 관리 및 해체준비 ▲해체착수 및 비방사선구역 해체 ▲오염구역 해체 ▲부지복원 등 12년에 걸쳐 단계적으로 해체를 추진한다.

한수원은 2031년까지 비방사선 구역을 우선 철거한 뒤 해체 지원 시설을 구축할 계획이다. 현재 고리 1호기 습식저장시설에 보관 중인 사용후핵연료를 부지 내 건식저장시설에 반출할 예정이며 이를 위해 내년 8월 건식저장시설 운영을 원안위에 신청한다.

이후 2035년까지 오염구역을 제염·철거하고 해체 방폐물을 처리하는 등 오염구역 해체 완료가 목표다. 방사능 감시·조사, 건물·구조물 철거까지 모두 마무리할 계획이다.

한수원의 해체 작업 수행을 위해 ▲원전사후관리처 25명 ▲고리1호 해체사업실 68명 ▲중앙연구원 원전사후그룹 15명 등 108명이 소속된 3개 전담 조직도 꾸렸지만 현장에서 직접 해체 작업을 수행하는 데는 로봇의 역할이 클 전망이다.

원전 해체는 작업 특성상 방사능과 분진에 의한 폭발 등의 위험에 노출될 수 있어 사람의 작업 범위에는 한계가 있다.

한수원은 원안위에 최종해체계획서를 제출한 이후 지난해 5월부터 제염 작업에 나섰고 방사성 물질을 화학 약품이나 고온·고압 등을 활용해 세척·연마하면서 방사능 오염 수준을 낮추는 등 사전 준비를 진행했지만 방사능 앞에 사람의 안전을 100% 장담할 수 없다.

고리 1호기 해체가 결정된 이후 안전하게 원전 해체 작업을 수행할 수 있는 기술을 갖춘 원전 해체 로봇과 관련 산업이 주목 받는 것도 이 때문이다.

국내 첫 상업 원자력발전소인 부산 기장군 고리 1호기 해체가 결정되면서 해체 작업에 투입될 로봇도 주목 받고 있다. 사진은 고리 원전 1호기. /사진=뉴시스

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차원이 다른 방사능 위험, 로봇이 나선다

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IAEA(국제원자력기구)에 따르면 2050년까지 세계적으로 영구 정지될 예정인 원전은 총 588기다. 각 조사 기관별 차이는 있지만 2050년 기준 원전 해체 시장 규모는 약 500조원에 달할 전망이다.

현재 한수원은 해체시설 구조적 안전진단 등 58개 해체 상용화 기술을 확보했으며 한국원자력연구원(KAERI)도 핵심 기반 기술 38개를 확보해 한국이 보유한 원전 해체 기술은 96개에 달하지만 위험성이 큰 작업인 만큼 로봇의 역할과 필요성이 무엇보다 클 것으로 예측된다.

실제 현장 적용 사례도 있다. 로봇업체 케이엔알시스템은 최근 한수원 등과 함께 원전 해체 로봇, 핵연료봉 수거용 로봇 시스템을 지속해서 실험하고 현장에 적용해 왔다.

최대 105rad(핵연료봉에서 직접 방사하는 최고 수준의 방사능)까지 견딜 수 있는 '중수로 핵연료봉 수거 로봇'도 개발해 월성 원전 1호기에 적용 중이다.

국내에서 유일하게 로봇을 활용한 원전 해체 기술을 보유해 가스안전공사로부터 방사능 환경은 물론 분진에 의한 폭발 가능성으로부터도 안전하다는 방폭 인증도 받았다

로봇을 활용한 원전 해체 영역이 확대되고 고리 1호기 해체로 인해 해체 경험까지 축적되면 한국은 500조원 규모의 글로벌 원전 해체 시장에서 우위를 점할 수 있을 전망이다.

지난 5월 기준 원전 해체를 완료한 나라는 ▲미국 20기 ▲독일 3기 ▲일본 1기 ▲스위스 1기뿐인데 대형 상업용 원전 해체를 완료한 나라는 아직 미국 밖에 없다. 한국이 고리 1호기 해체에 성공하면 세계에서 두 번째 상업 원전 해체 국가에 등극할 수 있는 만큼 그 바탕에 사람의 안전이 담보된 로봇의 역할이 중요해졌다.

이밖에 한국원자력연구원에서는 지상과 공중에서 방사선 오염 탐지와 사고현장 모니터링 등을 담당하는 로봇 '램'을 비롯해 고방사성 기기절단 및 이송이 가능한 과하중(최대 200㎏) 정밀 취급 로봇팔 '암스트롱' 등을 개발했다.

암스트롱의 경우 올 초 관련 기술을 원격 로봇 제어 기술 보유 업체 빅텍스에 이전하며 전문 기업을 통한 기술 발전과 실전 활용을 위한 기회를 열었다. 빅텍스는 자사 방사성폐기물 하이브리드 제염기술과 암스트롱의 로봇 기술을 결합해 제염 로봇 플랫폼 개발에 나섰다.

김창성 기자 solrali@mt.co.kr