차세대 원자로 'SFR', 핵연료 피복관 난제 해결 작성일 03-24 130 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">원자력연, 핵연료 피복관 내부 균일한 크롬 코팅 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="FyXuCAOJIj"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="90532671b738938d5be7627cef4ff6d73f540727e569902c3173853f3e613f65" dmcf-pid="3WZ7hcIimN" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="펄스-역전류 방식의 피복관 코팅 기술은 핵연료와 피복관의 화학반응을 완벽히 방지한다. 한국원자력연구원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/24/daejonilbo/20250324105029002ckvi.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="tJPLq57vIA" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/24/daejonilbo/20250324105029002ckvi.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 펄스-역전류 방식의 피복관 코팅 기술은 핵연료와 피복관의 화학반응을 완벽히 방지한다. 한국원자력연구원 </figcaption> </figure> <p contents-hash="a67cfe47666020967916f6db99eb7285991a375c3b2491784ecf82a7d9524d3b" dmcf-pid="0fQoB1zTwa" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 차세대 원자로라 평가되는 소듐냉강고속로(Sodium Fast cooled Reactor, SFR)의 피복관 손상 문제를 해결했다.</p> <p contents-hash="da357c38b368186cde17846c805f5d8525b64fa4c4eb8f816cbdc1d61c7b18d9" dmcf-pid="p4xgbtqymg" dmcf-ptype="general">24일 한국원자력연구원에 따르면 여승환 선진핵연료기술개발부 박사 연구팀은 최근 SFR 핵연료 피복관 내부에 불순물 없이 크롬(Cr)을 균일하게 코팅해 핵연료와 피복관의 화학반응을 완벽히 차단하는 기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="21a32d53c0e457fa8629418b91ca770d3a9837e0f8af14c79b0bdcaa08f71516" dmcf-pid="U8MaKFBWso" dmcf-ptype="general">SFR의 금속핵연료와 피복관은 화학적 상호작용(Fuel-Cladding Chemical Interaction, 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="83b6cac35164bff13c2b1c419cdc1950389eafde589b7fbc9d47336d8bb6be37" dmcf-pid="u6RN93bYwL" dmcf-ptype="general">기존 크롬 코팅에 활용하던 직류(Direct Current) 및 펄스(Pulse Current) 전해도금 방식은 한 방향으로만 전류가 흘러 물이 분해돼 발생한 수소나 불순물이 코팅층에 포함되고, 코팅층의 균일성이 떨어졌다. 이로 인해 코팅층에 균열이 발생하고, 핵연료와 피복관의 FCCI 반응이 일어나는 문제가 있었다.</p> <p contents-hash="8828f456c73e3eb9bcf66cdabdaa45d9f41404b2eca2beca834dab18a7186e9a" dmcf-pid="7Pej20KGIn" dmcf-ptype="general">연구팀은 전류의 방향을 매우 빠른 속도(초당 100회 이상)로 반복해서 변경하는 펄스-역전류(Pulse-Reverse Current) 전해도금 방식으로 피복관 내부를 크롬으로 코팅하는 기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="d2bcdd48c9fb8473fed5113fa0ac9e6f4bc296233be53bdc149245165ed833f5" dmcf-pid="zQdAVp9Hmi" dmcf-ptype="general">이 기술은 전류 방향을 빠르게 바꿔 불순물이 코팅층에 붙는 것을 막아 순수 크롬 코팅층을 만들 수 있다. 이를 통해 20마이크로미터(μm) 두께로 균일한 코팅층을 만드는 데 성공했으며, 기존 방식 대비 코팅층 두께 오차를 1/3로 줄였다.</p> <p contents-hash="b39ceba39138bd28a544a09608554902a4e264fe55249185da142c1bd0396d8f" dmcf-pid="qxJcfU2XOJ" dmcf-ptype="general">연구팀은 크롬 코팅층의 성능 검증을 위해 SFR의 비정상 상황을 가정해 650℃에서 25시간 동안 FCCI 모의실험을 진행했다.</p> <p contents-hash="fddb794d867db6217e5710ddc7289c09d33b2b705cadb47e8e76806dcf974eae" dmcf-pid="BMik4uVZEd" dmcf-ptype="general">그 결과 기존 방식으로 제작한 피복관은 FCCI 반응으로 피복관의 최대 30마이크로미터(모의 핵물질 최대 침투 깊이) 정도가 열화됐지만 이번 기술로 제작한 피복관에서는 FCCI 반응이 전혀 일어나지 않아 비상 상황에서도 핵연료 누출을 방지할 수 있음을 확인했다.</p> <p contents-hash="5cc2e6078833e023e2598c9813930f1936de36625db3c050485e2a7390f4b1e3" dmcf-pid="bRnE87f5De" dmcf-ptype="general">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="009e0cff7d43148372cde587206b15c3259d29e5b93817ef35323223bf5cfeab" dmcf-pid="KeLD6z41ER" dmcf-ptype="general">또 피복관뿐 아니라 그와 유사한 소구경(외경 7mm) 튜브에 모두 적용할 수 있어 다른 산업 설비나 부품 제작에도 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="b4560577616bc691e8c445544bcd6e94ce8c540a6d594ef83ead54f247f48081" dmcf-pid="9dowPq8tEM" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 국제학술지인 저널오브뉴클리어머터리얼즈(Journal of Nuclear Materials)에 지난 12월 게재되었다. 기술에 대한 국내 특허를 출원했으며, 관련 기업으로 기술 이전을 추진할 계획이다.</p> <p contents-hash="c2a0697fa356530742693573d6ca47fdb4bbcd8f1be6ed241383b733b23b6a83" dmcf-pid="2JgrQB6Fsx" 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 © 대전일보. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 김혜연 “‘뱀이다’ 수익? 강남 집 한 채는 거뜬”(‘가보자고’) 03-24 다음 트럼프 오른팔 머스크, 정부 계약 줄줄이 수주…자회사 돈방석 03-24 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
