수소생산 차세대원자로 자연냉각 안전성 모의검증 성공

원자력硏, 초고온가스로 피동안전성 모의검증시험 완료

국내 연구진이 미래 친환경 에너지로 주목받는수소를 대량 생산할 수 있는 차세대 원자로인 '초고온가스로'(VHTR)의 안전성 모의검증 시험에 성공했다.

한국원자력연구원(KAERI·원장 김종경)은 11일 VHTR 기술개발부 초고온가스로요소기술개발팀이 초고온가스로의 안전성을 획기적으로 높일 수 있는 피동안전성 모의검증 시험을 완료했다고 밝혔다.

VHTR은 헬륨을 냉각재로, 흑연을 감속재로 사용, 950℃의 높은 열에너지를 이용해 이산화탄소 배출없이 수소를 대량 생산할 수 있는 4세대 원자로의 하나로 2030년상용화를 목표로 개발되고 있다.

피동안전(Passive Safety)은 작업자나 기계의 물리적 작동이 개입되는 능동안전(Active Safety)과 달리 후쿠시마 원전 사고 같이 외부 전원이 끊기고 운전원이 조작할 수 없는 극한 사고 시 핵연료에서 발생하는 잔열을 공기 자연순환 현상만으로제거할 수 있는 개념이다.

연구팀은 VHTR의 피동안전 장치로 원자로공동냉각장치(RCCS)를 개발 중이며, 이를 4분의 1 규모로 축소한 실험 모형인 '자연냉각시험장치'(NACEF)를 이용해 피동안전성 모의검증 시험을 했다.

NACEF는 실제 핵연료가 아닌 전기를 이용해 고온 환경을 만들어 사고 조건을 모의할 수 있는 장치로 연구팀은 지난해 11월 NACEF를 구축, 10개월간 5회에 걸쳐 VHTR 원자로에서 발생할 수 있는 가장 심각한 사고 조건을 모의했다.

그 결과 NACEF 내에서 가열된 공기가 상부 자연순환 상승관(굴뚝)으로 배출되고, 외부의 찬 공기가 들어와 다시 가열되는 과정이 반복돼 열을 제거하는 피동안전과정이 원활히 이뤄지는 것을 확인했다.

연구팀은 이번 시험 결과를 미국 아르곤국립연구소(ANL), 위스콘신주립대와 공유해 VHTR의 피동안전 장치인 RCCS 개발에 주력할 계획이다.

ANL과 위스콘신주립대는 RCCS를 각각 2분의 1과 4분의 1 규모로 축소한 실험모형을 이용해 피동안전성 검증 시험을 하고 있다.

김민환 VHTR기술개발부장은 "초고온가스로는 대량의 수소를 온실가스 발생 없이경제적으로 생산할 수 있어 원자력 선진국이 활발히 연구개발 중"이라며 "피동안전성 모의검증 시험 성공을 계기로 VHTR 개발에 더욱 박차를 가할 것"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>