국산 핵연료, 폴란드 수출 문 두드린다. (사진=원자력연)
국산 핵연료, 폴란드 수출 문 두드린다. (사진=원자력연)

[충남일보 이진희 기자] 우리나라 핵연료가 세계시장 수출에 한발 다가섰다.

5일 한국원자력연구원은 폴란드 원자력연구소와 ‘핵연료 실증에 대한 상호협력 양해각서(MOU)’를 체결했다고 밝혔다.

이번 협약으로 원자력연구원은 자체 개발한 고밀도 저농축(LEU, Low Enriched Uranium) 우라늄실리사이드(U3Si2) 판형핵연료 제조 기술로 폴란드 연구용 원자로 ‘MARIA’에 들어갈 핵연료를 2024년에 시범 공급할 예정이다.

현재 고밀도 저농축 우라늄실리사이드 판형핵연료 제조국은 프랑스, 미국, 한국뿐이다. 연구원은 2018년부터 개발을 시작해 2021년 벨기에와 체결한 ‘핵연료 성능검증 공동 연구협약’에서 국산 핵연료의 우수성을 입증한 바 있다.

연구원은 2021년 12월부터 2022년 3월까지 세계 최고 수준의 열출력을 지닌 벨기에 연구로 ‘BR2’에서 판형핵연료의 1단계 성능검증을 수행했다. 그 결과 자체 개발한 핵연료가 70% 이상을 태우는 극한 조건에서도 터지거나 방사능 누출 없이 안전하게 유지됨을 확인했다.

폴란드와의 업무협약은 순수 국내 기술로 개발한 핵연료를 ‘핵연료 시범 집합체(LTA, Lead Test Assembly)’ 형태로 해외에 공급하는 첫 사례다.

MARIA에 들어갈 맞춤 형상으로 별도 제작한다는 점에서 성능검증의 마지막 단계이자 수출 논의 단계로 진일보했음을 의미한다.

일반적으로 핵연료 성능 실증은 원자로에 핵연료판 낱장을 넣는 것부터 시작된다. 반면 연구원은 벨기에서의 검증 결과를 인정받아 판형핵연료 18장을 모은 ‘핵연료 시범 집합체’ 단위에서 바로 실험을 수행한다.

연구원은 2023년 말까지 MARIA 연구로 실증에 필요한 핵연료 시범 집합체 제조 기술을 추가 개발할 예정이다.

이후 2024년에 폴란드 원자력연구소에 MARIA 핵연료 시범 집합체 2다발을 공급해 안전성 심사를 통과하는 것이 목표다. 2026년 MARIA 연구로 핵연료 공급에 대한 최종 입찰 자격을 갖추기 위함이다.

이번 성과는 원자력연구원 정용진 연구로핵연료부장을 중심으로 과학기술정보통신부 원자력연구개발사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

정용진 부장은 “세계 연구로 핵연료 시장 규모가 한 해 3000억원임을 고려했을 때 양 기관 핵연료 실증 협력이 성공적으로 마무리된다면 연구원은 연 300억원 이상의 핵연료 수출 성과를 달성할 것으로 전망된다”고 설명했다.

박원석 원자력연구원 원장은 “우크라이나-러시아 전쟁 발발 이후 국제사회가 새로운 핵연료 공급처를 찾고 있다”며 “우리나라도 벨기에, 폴란드를 시작으로 본격적인 연구로 핵연료 수출에 나서겠다”고 밝혔다.

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