“원자로 핵연료 피복관 손상 난제 해결” 작성일 03-25 125 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">원자력연, SFR 피복관 보호기술 <br>순수 크롬 코팅층 제조공정 개발 <br>화학적 상호작용 손상 완벽 차단</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="unreYT1m5j"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3968c396632977cbdfbe513e18e858ba449b7f01a9da165dbd4eb42f1dcae7ea" dmcf-pid="7bR7cNmeGN" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국원자력연구원 연구팀이 소듐냉각고속로(SFR) 핵연료 피복관을 보호하는 펄스-역전류 방식의 코팅 기술 개발을 위해 연구에 매진하고 있다. [한국원자력연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/25/ned/20250325110930144zbre.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="UOj8hOWA1A" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/25/ned/20250325110930144zbre.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국원자력연구원 연구팀이 소듐냉각고속로(SFR) 핵연료 피복관을 보호하는 펄스-역전류 방식의 코팅 기술 개발을 위해 연구에 매진하고 있다. [한국원자력연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="8c0458a632b009eecfdc4e1e8c579d6d7b417bf62cf0040afe24964ba578da19" dmcf-pid="zKezkjsd5a" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 차세대 원자로 ‘소듐냉각고속로(SFR)’의 핵연료 피복관의 손상문제를 일거에 해결할 수 있는 기술 개발에 성공했다.</p> <p contents-hash="d97cc99df0a8bdbaa9e73ca23db5c841eb6afdb190f3d4f64dd9aad3c0dfb44f" dmcf-pid="q9dqEAOJtg" 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 25일 밝혔다.</p> <p contents-hash="ff0b6842147272f1e8e89c09d943ea43dc8586f0a1a515d48b5f37c1be12a426" dmcf-pid="B2JBDcIi1o" dmcf-ptype="general">SFR의 금속핵연료와 피복관은 화학적 상호작용(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="00909b8abb43a5fea0fb8e0f91d4e84a932926353289d833ace3890efeae6bf0" dmcf-pid="bVibwkCnYL" dmcf-ptype="general">하지만 기존 크롬 코팅에 활용하던 직류 또는 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="1a3225a9279dab98a396ac54a00b95e4519d68f48281bf66a09d1da02a9a7bb9" dmcf-pid="KfnKrEhLXn" dmcf-ptype="general">원자력연 선진핵연료기술개발부의 여승환 박사 연구팀은 전류의 방향을 매우 빠른 속도(초당 100회 이상)로 반복해서 변경하는 펄스-역전류 전해도금 방식으로 55도에서 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 20㎛(마이크로미터·100만분의 1m) 두께로 균일한 코팅층을 만드는데 성공했으며, 기존 방식 대비 코팅층 두께 오차를 3분의 1로 줄였다.</p> <p contents-hash="6bbe03f0ba74a96ce945da96eb3790051740f204bb75121119d5d05fe811b1d0" dmcf-pid="94L9mDloti" dmcf-ptype="general">연구팀은 크롬 코팅층의 성능 검증을 위해 SFR의 비정상 상황을 가정해 650도에서 25시간 동안 FCCI 모의실험을 진행했다.</p> <p contents-hash="1d73238ddf4f1c1b6d506b27f632c90da10232775bb97f1630f0458b525d3eae" dmcf-pid="20f1ndj4YJ" dmcf-ptype="general">그 결과 기존 방식으로 제작한 피복관은 FCCI 반응으로 피복관의 최대 30㎛(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> <p contents-hash="21f88f04a218afc67a7a77b42b832bcafb280f7f77160c1b3a2432cc164883c6" dmcf-pid="Vp4tLJA8Yd" 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="b7c6f6cd4f8815b18dfc13e326ef6e1d6a437b10f43e2ef3bcf9892844d4a606" dmcf-pid="fU8Foic6te" dmcf-ptype="general">또한 피복관뿐 아니라 그와 유사한 소구경(외경 7㎜) 튜브에 모두 적용할 수 있어 다른 산업 설비·부품 제작에도 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="1226a814c988ab13f61abc5189dc2ba798047c125c4c0af9c86ad36ecc65af32" dmcf-pid="4u63gnkPGR" dmcf-ptype="general">김준환 원자력연 선진핵연료기술개발부장은 “이번에 개발한 핵연료 피복관 펄스-역전류 전해도금 공정은 SFR 원자로 소재 제작의 핵심 기술로 자리잡을 것”이라며 “차세대 원자로의 안전성을 강화할 핵연료 시스템 개발에 전념하겠다”고 밝혔다.</p> <p contents-hash="53adaec98e02eb991b49c34a0b6007812bde9cb5c732a1936f38a83520738d9e" dmcf-pid="87P0aLEQ5M" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘저널 오브 뉴클리어머터리얼스’에 지난해 12월 게재됐다. 구본혁 기자</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 유료방송, 자체 콘텐츠 사용료 산정 기준 만든다 03-25 다음 [100세 과학] 건강 노화 하려면 과일·채소·견과류…미국인 10만명 중 9.3%의 식단 03-25 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
