▲ 연구용원자로'하나로'. 연구용원자로'하나로'

연구용 원자로 하나로(HANARO)가 국내 최초로 냉중성자 생산에 성공하며 핵연료 검증기능을 갖는 등 세계 최고의 다목적 연구로로 우뚝 섰다.

한국원자력연구원은 25일 연구용 원자로 하나로(HANARO)에 냉중성자 연구시설 설치를 완료하고 국내 최초 냉중성자(cold neutron)를 만드는 데 성공했다고 밝혔다.

또 원자력발전소 핵연료의 성능을 종합 검증할 수 있는 핵연료 노내조사시험설비 구축 및 종합 성능시험도 완료했다.

원자력연구원은 지난 2003년 냉중성자 실험시설 구축에 착수, 2008년 11월 냉중성자 시설계통, 2009년 7월 수조내기기 설치하고, 시운전을 거쳐 초당 단위면적(㎠) 당 1억 개의 냉중성자를 방출하는 데 성공했다.

핵연료 노내조사시험설비(FTL)는 연구용 원자로 내부에 원자력발전소와 동일한 온도(350도), 압력(175기압), 유량, 수질 및 중성자속을 구현함으로써 핵연료의 종합적 성능을 최종 확인하는 실증시험 시설이다.

FTL은 2001년 12월 개념설계에 착수, 2004년 상세설계를 마친 뒤, 2007년 3월 설치공사 완료후 계통별 기능시험과 종합계통시험 등 시운전을 거쳐, 2009년 10월 완공했다.

이번에 설치 완료한 냉중성자 실험시설과 FTL은 현재 한국원자력안전기술원(KINS)에 인허가를 신청 중으로, 인허가가 나는 대로 본격 가동된다.

이로써 하나로는 지난 1995년 첫 임계에 도달한 지 15년 만에 연구용 원자로가 수행할 수 있는 모든 기능을 갖추며 명실상부한 세계 최고의 다목적 연구로로 자리매김하게 됐다.

하나로가 생산한 냉중성자의 품질은 프랑스 ILL, 독일 FRM-2에 이어 세계 3위 수준이며 전용 산란장치가 완성되면 국내 나노 및 바이오 연구에 변화를 가져올 전망이다.

원자력연구원은 향후 최대 7기의 냉중성자 산란장치를 구축을 추진할 계획이다. 냉중성자 산란장치들이 가동되면 나노, 바이오 구조 분석 분야에서 기존의 방법보다 진일보한 첨단 분석이 가능해지고 그동안 국내에서는 어려웠던 냉중성자 비탄성 중성자 산란 연구가 가능하게 된다.

또한 냉중성자 산란장치를 통한 연구개발 결과는 전자부품, 컴퓨터 칩, 평판 디스플레이 개발에 활용되는 나노소재 원천 기술 개발, 난치병 치료용 약물전달 물질 개발 등 NT, BT, IT 분야의 융복합 연구를 촉진하고, 나노-바이오 기술을 결합한 차세대 신산업 창출에 이바지할 것으로 기대된다.

이와함께, 노내조사시험설비의 완공으로 하나로는 원자력 발전소의 경제성을 크게 향상시킬 신형 핵연료 개발과 핵연료의 안전성 확보에 중요한 역할을 담당하게 됐다.

원자력 발전소에 사용하기 위해 새로 개발하는 핵연료는 연소도와 발열, 피복재의 안전성, 사용후 안전성 등을 실증적으로 입증하기 위해 상용 원전에 장착하기 전에 연구용 원자로를 이용한 연소시험을 반드시 거쳐야 한다.

지금까지는 이를 위한 설비가 없어 국내에서 개발한 신형 핵연료의 성능 검증을 해외 시설에 의존해 왔으나, FTL 구축으로 국내에서 핵연료의 종합 성능검증 시험을 수행할 수 있게 됐다.

한편, 최근 일본원자력연구개발기구(JAEA)가 운영 중인 연구용 원자로 일본재료실험로(JMTR)에 우리 기술을 도입하겠다는 의향을 밝혀, 조만간 국제적으로도 우리의 기술력을 인정받게 됐다.