원자력硏 “원자로 핵연료 피복관 손상 난제 해결” 작성일 03-24 125 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- SFR 핵연료 피복관 내면에 순수 크롬 코팅층 제조 공정 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="66NEH1zTGW"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8cb47beb76d405a77ea2eb2cb479c6b8818e5daf2e6a4e2b0923d59e0a64ef47" dmcf-pid="PPjDXtqy1y" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국원자력연구원이 SFR 핵연료 피복관을 보호하는 펄스-역전류 방식의 코팅 기술을 개발했다.[한국원자력연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/24/ned/20250324102311262hwji.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="FSTH94dz5B" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/24/ned/20250324102311262hwji.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국원자력연구원이 SFR 핵연료 피복관을 보호하는 펄스-역전류 방식의 코팅 기술을 개발했다.[한국원자력연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="525a714d0a9800a9134c33d77489b6b44e6a41979a5a2287855bf559bce6270c" dmcf-pid="QgCTzKQ01T" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 차세대 원자로 ‘소듐냉각고속로(SFR)’의 핵연료 피복관의 손상문제를 일거에 해결할 수 있는 기술 개발에 성공했다.</p> <p contents-hash="050666bb4caf279b5cd66001c2a45beec16c2d316cbe7c113a3487c295e2677e" dmcf-pid="xahyq9xp1v" dmcf-ptype="general">한국원자력연구원은 과학기술정보통신부 원자력연구개발사업을 통해 SFR 핵연료 피복관 내부에 불순물 없이 크롬(Cr)을 균일하게 코팅해 핵연료와 피복관의 화학반응을 완벽히 차단한 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.</p> <p contents-hash="93fdba7eeafb89183fe63bb891c9bb04feac0407a453ce41c90a471d7bd808a4" dmcf-pid="y34xDsyj5S" dmcf-ptype="general">SFR의 금속핵연료와 피복관은 화학적 상호작용(이하 FCCI)으로 열화현상이 일어나 손상될 수 있다. 이를 막기 위해 일반적으로 크롬이 포함된 수용액을 피복관 내부에 넣고 전기분해 방식으로 피복관에 코팅층을 만든다.</p> <p contents-hash="10caff589cce00cf3a7a679b61a73d303b8ce1cd4522949273625977c8fa5365" dmcf-pid="W08MwOWAXl" dmcf-ptype="general">하지만 기존 크롬 코팅에 활용하던 직류 및 펄스 전해도금 방식은 한 방향으로만 전류가 흘러 물이 분해되어 발생한 수소나 불순물이 코팅층에 포함되고, 코팅층의 균일성이 떨어졌다. 이로 인해 코팅층에 균열이 발생하고, 핵연료와 피복관의 FCCI 반응이 일어나는 문제가 있었다.</p> <p contents-hash="775087187d67fc630058fd8ce8ead2351d8e24a007d2fa891d74ede8b21988ef" dmcf-pid="Yp6RrIYcth" dmcf-ptype="general">한국원자력연구원 선진핵연료기술개발부 여승환 박사 연구팀은 전류의 방향을 매우 빠른 속도(초당 100회 이상)로 반복해서 변경하는 펄스-역전류 전해도금 방식으로 55℃에서 30분간 피복관 내부를 크롬으로 코팅하는 기술을 개발했다. 이 기술은 전류 방향을 빠르게 바꿔 불순물이 코팅층에 붙는 것을 막아 순수 크롬 코팅층을 만들 수 있다. 이를 통해 20마이크로미터(μm) 두께로 균일한 코팅층을 만드는데 성공했으며, 기존 방식 대비 코팅층 두께 오차를 1/3로 줄였다.</p> <p contents-hash="86e1193b8aeb1c94978b2dc686de5fa6e1757a5db589f92a99a643d24827ef94" dmcf-pid="GUPemCGk5C" dmcf-ptype="general">연구팀은 크롬 코팅층의 성능 검증을 위해 SFR의 비정상 상황을 가정해 650℃에서 25시간 동안 FCCI 모의실험을 진행했다.</p> <p contents-hash="ca3531d24449345e2f0cbfece30a7ff7fd02fd2d541c82d1cce2a96ff6935854" dmcf-pid="HuQdshHEGI" dmcf-ptype="general">그 결과, 기존 방식으로 제작한 피복관은 FCCI 반응으로 피복관의 최대 30마이크로미터(모의 핵물질 최대 침투 깊이) 정도가 열화됐다. 이러한 문제를 막기 위해 크롬 코팅층 위에 질소화합물(Cr2N)층을 이중으로 코팅하는 추가적인 공정이 필요할 수밖에 없다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f3bb1abf7e5a4a84f7e84bdef3a5a9f05efbf0a229cd60751bd4f249d86172d3" dmcf-pid="X7xJOlXDZO" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="펄스-역전류 방식 핵연료 피복관 코팅 기술 개념도.[한국원자력연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/24/ned/20250324102311699gacu.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="88LjyHphXY" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/24/ned/20250324102311699gacu.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 펄스-역전류 방식 핵연료 피복관 코팅 기술 개념도.[한국원자력연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="9500631f0425c5d4fef092f8168ce64eb65757753cfec40b741d9d80e9d3516a" dmcf-pid="ZzMiISZwXs" dmcf-ptype="general">하지만 이번 기술로 제작한 피복관에서는 FCCI 반응이 전혀 일어나지 않아 비상 상황에서도 핵연료 누출을 방지할 수 있음을 확인했다. 이는 단일 도금 공정을 통해 피복관을 완벽하게 보호할 수 있어 경제적이며, 향후 SFR 핵연료 시스템 구현에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="f2741112fdd8bdd29cf9dbb496313b62d94427c9a794dcdb4fc11c6fe16218de" dmcf-pid="5qRnCv5r5m" dmcf-ptype="general">또한 피복관뿐 아니라 그와 유사한 소구경(외경 7mm) 튜브에 모두 적용할 수 있어 다른 산업 설비 및 부품 제작에도 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="e55ae93e0c8657b4319170ded96109e8eb79676b44f0fd99c356bcd33e6b7eb2" dmcf-pid="1QAwZFBWGr" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 국제학술지 ‘저널 오브 뉴클리어머터리얼즈’에 게재됐다.</p> <p contents-hash="badedff6c6168dec94581494ad8664b5f17bd359a7ed33c75d797aa13c5a5b56" dmcf-pid="txcr53bYXw" dmcf-ptype="general">김준환 선진핵연료기술개발부장은 “이번에 개발한 핵연료 피복관 펄스-역전류 전해도금 공정은 SFR 원자로 소재 제작의 핵심 기술로 자리 잡을 것”이라며 “차세대 원자로의 안전성을 강화할 핵연료 시스템 개발에 전념하겠다”고 밝혔다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '46세' 장우혁 "핫한 신랑 되고파…김종민 결혼에 자극 받았다" (신랑수업) 03-24 다음 ‘회차 총 환급금 18억’… 스포츠토토, 축구토토 승무패 21회차 적중결과 발표 03-24 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
