사용후핵연료 건식 저장시설 데이터 수집 열시험 장치 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 사용후핵연료의 안전한 보관을 위해 건식 저장시설 데이터 수집 열시험 장치를 개발했다.

한국원자력연구원 운반저장기술개발실은 건식 저장시설 환경을 모사한 ‘사용후핵연료 건식 캐니스터 열시험 장치’를 개발했다고 20일 밝혔다.

이 장치의 열 데이터로 실제 건식 저장시설 내부의 온도를 정확히 산출할 수 있게 됐다.

건식 저장시설은 사용후핵연료를 보관하는 1차 차폐 용기인 캐니스터에 사용후핵연료와 열을 순환시키는 헬륨가스를 넣어 운영한다.

이에 연구팀이 건식 캐니스터 열시험 장치 개발에서 주목한 것은 ‘모의 집합체 발열 조절’과 ‘헬륨 상태 유지’다.

연구팀은 먼저 내부 온도를 모사하기 위해 모의 사용후핵연료 집합체를 제작했다. 핵연료봉 내부에 전기장치(히터)를 삽입해 발열하는 모의 히터봉 236개를 만들어 실제 핵연료집합체와 유사한 모의 집합체 하나를 제작했다.

이와 함께 내부에 헬륨을 공급하는 외부 기계와 캐니스터를 연결해 건식 저장시스템을 구현했다. 모의 핵연료봉에는 온도를 측정할 수 있는 열전대를 부착해 외부에서도 건식 저장 시스템 내부의 온도 분포를 직접 계측할 수 있게 설계했다.

헬륨은 조그마한 틈이 있어도 외부로 누출되기 쉬워 장치를 완벽하게 밀폐해야 정상적인 실험이 가능하다. 이에 연구팀은 캐니스터 내부에 총 80개 열전대와 히터 236개에 달린 전기선을 외부로 빼면서도 빈틈을 완벽히 차단하는 캐니스터 뚜껑도 자체 제작했다.

연구팀이 개발한 열시험 장치는 건식 저장 중인 사용후핵연료의 온도를 안전하고 정확하게 파악할 수 있다. 실제 건식 저장 중인 저장시스템 외부 표면온도를 기준으로 내부 사용후핵연료의 온도가 얼마나 되는지 정확히 파악할 수 있게 된 것이다.

연구원은 향후 해당 시험 장치를 이용해 다양한 열시험을 진행할 예정이다.

원자력연 운반저장기술개발실 유승환 책임연구원은 “이번 연구개발로 건식 저장시설의 열적 안정성 평가에 큰 기여를 해 기쁘다”며 “사용후핵연료가 안전하게 관리될 수 있도록 지속적으로 노력하겠다”고 말했다.

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