중성자조사 소재 고온 고압 내환경 특성 실증 장비. 한국원자력연구원 제공국내 연구진이 원자로 내부와 같은 고온, 고압 환경을 구현하고 방사화된 부품을 안전하게 실증할 수 있는 설비를 개발했다.
한국원자력연구원은 김성우 박사팀이 중성자 조사와 응력으로 인해 부식을 가속하는 IASCC(조사유기 응력부식균열) 현상을 실증하는 장비 구축에 성공했다고 17일 밝혔다. 국내 최초라고 원자력연구원은 설명했다.
'중성자조사 소재 내환경 특성 실증 장비'로 원자로 내부 환경을 그대로 모사하고 방사화된 소재를 안전하게 실험할 수 있는 것이 특징이다.
원자로 압력 용기에 해당하는 고온고압 반응기에 펌프와 냉각수 배관을 연결해 원하는 환경을 구현한다고 연구팀은 설명했다. 실제 원자로와 같이 최대 온도 360도, 압력 200기압 이상인 환경에서 시편을 실험할 수 있다고 연구팀은 덧붙였다.
또한 외부에서 원격 조종이 가능한 로봇팔과 반응기 밀봉 시 볼트를 정확하게 제어할 수 있는 반력 암(arm)을 설치해 연구자가 방사능을 지닌 소재를 안전하게 실험할 수 있게 했다.
실제 사용한 원자로 부품은 중저준위로 방사화된다. 기존 실증 장비는 방사선 차폐가 되지 않아 실제 방사화 소재를 실험할 수 없거나 고준위 시료를 취급하는 대형 콘크리트 핫셀 시설과 혼합돼 있어 교차 오염 가능성이 있었다.
반면 방사선 차폐 시설 내부에 구축할 예정인 해당 장비는 머리카락 굵기 1/100 수준인 수 마이크로미터(μm)의 부식 균열까지 정확하게 측정해낸다고 연구팀은 밝혔다.
장비는 올해 1월부터 일반 시험구역에서 1년간 시운전이 이뤄질 예정이다. 현재 연구팀은 2023년까지 방사선 시험구역에 IASCC 설비 2대를 설치하는 것을 목표로 중소형 납차폐 핫셀 구현을 준비하고 있다.
재료안전기술개발부 김성우 박사는 "장비를 이용하면 고리1호기 인출 볼트의 손상 원인 분석, 혁신 SMR 재료 연구 등 다양한 분야에 기여할 수 있다"고 말했다.