[한스경제=신연수 기자] 한국원자력연구원(원장 주한규, 원자력연)이 중성자에 노출돼 방사능을 갖는 방사화 소재 안전성을 직접 검증한다.

원자력연구원은 27일 원전 내부와 같은 고온‧고압 환경에서 중성자에 의해 방사화된 소재의 열화 현상을 평가할 수 있는 ‘조사재료 열화평가 실증시험시설(H-MAP)’을 준공했다고 28일 밝혔다.

원자로 계통의 주요 구조부품은 고온‧고압의 냉각재 환경에 지속해서 노출된다. 특히 핵연료와 근접해 있는 부품의 경우 많은 양의 중성자에 노출돼 화학적‧물리적으로 성질이 나빠지는 열화 현상이 발생할 수 있다.

대표적으로 재료가 늘어나거나 질긴 정도가 줄어드는 조사취화, 재료 내부에 빈 공간이 생기면서 부피가 커지는 부피 팽윤, 재료에 균열이 발생하고 부식이 빨라지는 조사유기응력부식균열(IASCC) 등이 있다.

이중 IASCC는 전 세계적으로 원전 내부 구조 부품에서 다수 발생한다고 보고돼 원인 규명을 위한 연구가 진행 중이다.

원자력연 재료안전기술연구부 최민재 박사 연구팀은 원전 내부와 동일한 환경인 최대 온도 360도, 압력 200기압 이상에서 중성자 조사재료의 부식 균열 및 부식 속도 측정 등 열화 평가 시험을 할 수 있는 시설을 구축했다.

연구팀은 중성자 조사재료의 내부 특성을 평가할 수 있는 IASCC 실증장비를 개발하고, 일반시험구역에서 시운전을 통한 장비 운용 기술을 확보했다.

연구팀은 이번에 준공한 실증시험시설로 국내에서도 원전 모사 환경에서 방사화된 소재를 직접 실험할 수 있게 됐다고 설명했다. 특히 원전에서 장기간 사용된 부품 소재에 대한 평가 데이터를 확보해 재료 건전성 및 수명을 예측함으로써 원전의 안전성 향상에 기여할 것으로 보고 있다.

연구팀은 향후 시설 내에 정밀가공설비, 3차원 디지털 현미경 등의 실험 장비를 추가로 구축할 계획이다.

김동진 재료안전기술연구부장은 “이번에 실증시험시설은 가동 원전의 안전성 향상뿐만 아니라 향후 소형모듈원자로(SMR) 등 차세대 원자로 부품 소재기술 개발에도 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

신연수 기자 yshin@sporbiz.co.kr