국내 연구진이 수소를 대량으로 생산할 수 있는 차세대 원자로인 초고온가스로 핵연료 시제품을 제작한데 이어 연소성능시험을 성공적으로 마무리 했다. 미래 수소경제시대를 열어갈 초고온가스로의 핵연료를 국산화하는 기틀이 마련될 것으로 보인다.

한국원자력연구원(원장 김종경) 차세대핵연료기술개발부 피복입자핵연료기술개발팀은 초고온가스로(Very High Temperature gas-cooled Reactor)에 사용되는 피복입자 핵연료 시제품을 제작한데 이어 연구용 원자로인 하나로(HANARO)를 이용해 7개월간의 연소성능시험으로 핵연료의 성능과 건전성을 검증했다고 13일 밝혔다.

제4세대 원자로로 개발 중인 초고온가스로의 핵연료에 사용될 피복입자핵연료는 구형의 우라늄 입자를 탄소와 탄화규소를 이용해 삼중으로 둘러싼 직경 1mm 크기의 입자형 핵연료.

특히 이 초고온가스로는 헬륨을 냉각재로 흑연을 감속재로 사용하고 있으며, 950℃의 높은 열에너지를 이용해 수소와 고효율의 전기를 생산할 수 있다. 또 사고 시에도 공기의 순환만으로 원자로의 열을 식힐 수 있는 피동안전개념 도입으로 기존 원자로보다 안전성을 대폭 향상시킨 장점을 갖고 있다.

원자력연구원은 이번 초고온가스로 연소성능시험을 통해 성능을 검증한 핵연료를 바탕으로 블록형의 연료체를 만들 계획이다.

조문성 원자력연구원 차세대핵연료기술개발부 책임연구원은 “국내 최초로 피복입자핵연료 시제품을 개발해 연구용 원자로인 하나로를 이용한 연소성능시험을 성공적으로 완료함으로써 미래 수소경제시대를 열어갈 초고온가스로의 핵연료를 국산화하는 기틀을 마련할 수 있게 됐다”고 설명했다.

한편 원자력연구원은 초고온가스로의 주요 조건을 모의할 수 있는 핵심연구시설인 ‘초고온 헬륨 루프(Helium Experimental LooP)’를 지난 2011년 원 내 중형헬륨실험동에 구축한 바 있으며, 초고온가스로 연구개발에 더욱 박차를 가해 2020년대 초고온가스로 실증로 건설을 추진할 계획이다.