(대전ㆍ충남=뉴스1) 양상인 기자 = 한국원자력연구원은 여승환 박사 연구팀이 소듐냉각고속로(SFR)의 핵연료와 피복관 사이의 화학반응을 완벽히 차단하는 크롬코팅 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.
소듐냉각고속로(SFR)는 차세대 원자로 중 기술적 완성도가 가장 높아 전 세계적으로 주목받고 있는 원자로 유형이다.
빌 게이츠의 테라파워가 개발하고 있는 나트륨 원자로도 SFR 유형으로 분류된다.
SFR은 고온에서 핵연료와 피복관 사이 화학적 상호작용으로 피복관이 손상될 수 있어 이를 방지하기 위한 코팅 기술 개발이 중요하다.
기존에는 직류 또는 펄스 전해도금 방식을 이용해 크롬을 피복관에 코팅해 왔으나 수소 등 불순물이 함께 포함돼 코팅층에 균열이 발생하는 한계가 있었다.
이에 연구팀은 초당 100회 이상 전류 방향을 빠르게 바꾸는 ‘펄스-역전류’ 전해도금 방식을 새롭게 개발해 불순물이 포함되지 않은 순수한 크롬만으로 균일한 코팅층을 형성하는 데 성공했다.
이 기술은 55도에서 30분 동안 코팅하는 것만으로도 20마이크로미터의 균일한 크롬 코팅층을 제작할 수 있으며 기존 방식에 비해 원자로 노형의 코팅층 두께 오차를 3분의 1 수준으로 줄일 수 있다.
실험 결과 기존 피복관은 650도에서 25시간 후 최대 30마이크로미터 깊이까지 열화 됐지만 크롬코팅한 피복관은 화학반응이 전혀 일어나지 않는 것으로 나타났다.
여 박사는 “새로운 크롬 코팅 기술은 피복관의 보호 성능을 크게 향상시켜 핵연료 시스템의 안전성과 경제성을 높일 수 있다”며 “향후 원자력뿐만 아니라 소구경 튜브를 사용하는 다양한 산업 분야에도 확대 적용이 가능할 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 국제 학술지인 ‘저널 오브 뉴클리어 머터리얼스’에 게재됐다.
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