현대건설, 사용후핵연료 처분공 굴착 실증

전용 굴착장비 개발…지하 암반서 성능·시공성 검증
AI로 굴진 데이터 분석하고 라이다로 시공 품질 확인

| 서울=한스경제 한나연 기자 | 현대건설이 사용후핵연료 처분시설 건설에 필요한 전용 굴착장비를 개발하고, 연구용 지하 터널에서 실제 처분공 규모의 암반 굴착을 완료했다.

현대건설은 한국원자력환경공단이 주관하는 사용후핵연료 관리 기술개발 국책연구를 통해 처분공 전용 굴착장비의 성능과 시공성을 검증했다고 2일 밝혔다. 회사 측에 따르면 국내 건설사가 해당 장비를 개발해 실제 암반 굴착까지 수행한 것은 처음이다.

현대건설은 건설사로는 유일하게 이번 연구에 참여하고 있다. 현대건설과 현대엔지니어링의 통합 연구개발 조직인 HMG건설기술연구원을 중심으로 굴착장비와 공법, 암반 모니터링 등 처분시설 건설 기술을 개발 중이다.

사용후핵연료는 원자력발전소에서 사용한 뒤 인출한 핵연료로, 장기간 높은 방사능과 열을 방출한다. 이를 담은 처분용기가 최종 배치되는 처분공은 시공 과정에서 주변 암반의 손상을 줄이는 것이 중요하다. 균열이나 손상 부위가 지하수 이동 경로로 작용할 수 있어 굴착손상영역(EDZ)을 최소화하는 정밀 시공이 필요하기 때문이다.

한국원자력환경공단에 따르면 심층처분은 처분용기와 완충재 등 공학적 방벽, 천연 암반을 함께 활용해 사용후핵연료를 인간의 생활권과 격리하는 방식이다. 여러 방벽이 방사성물질의 이동을 억제하도록 설계하는 만큼, 굴착장비의 성능뿐 아니라 주변 암반의 상태와 방벽 재료의 성능도 중요하다.

현대건설이 개발한 장비는 직경 1.75m, 길이 5.7m 규모다. 한국형 심층처분시스템(KORADIS)의 처분공 규격과 시공 조건을 반영했으며, 다수의 처분공을 반복 시공할 수 있도록 접이식 커터헤드를 적용했다. 굴착을 마친 뒤 커터헤드를 접어 장비를 회수하고 다시 사용하는 구조다.

이번 실증에서는 AI로 굴진 데이터를 실시간 분석해 지반 조건을 파악하고, 분석 결과와 장비 성능을 고려해 굴착을 진행했다. 굴착 이후에는 라이다 기반 디지털 매핑으로 시공 품질을 확인하고 처분공의 적합성을 평가했다.

현대건설은 굴착 기술과 함께 건설재료·암반 기술 연구도 확대하고 있다. 공학적 방벽의 장기 성능을 확보하고 지하수 유입을 제어하기 위한 콘크리트와 그라우트를 개발하는 한편, 국내 지질 특성을 반영한 암반 분류 체계와 디지털 기반 평가·모니터링 기술을 고도화할 계획이다.

HMG건설기술연구원 관계자는 "국내 건설사 최초로 처분공 전용 굴착장비를 개발하고 실제 암반 굴착을 통해 성능과 시공성을 검증했다는 점에서 의미가 크다"고 말했다.