스위스연방원자력안전청(ENSI, Federal Nuclear Safety Inspectorate)는 방사성폐기물 중간저장시설에 보관된 저장용기의 경년열화에 대해 체계적으로 관리할 것을 요구했다. 이 요구는 해당 시설에서 폐기물 저장용기 노화와 연료취급에 대한 연구가 완료된 후 이뤄진 것이다.

스위스 내 방사성폐기물은 심지층 영구처분장에 처분될 때까지 중간저장시설에 보관되고 있다. 중간저장 용기는 40년 동안 사용하도록 설계되었는데 심지층 영구처분장이 2050~2060년이나 되어야 운영될 것으로 예상됨에 따라 일부 폐기물은 저장용기에 40년 이상 저장되게 된다.

ENSI은 2017년 3월 15일 중간저장용기의 장기 안전성에 확인하기 위한 연구가 완료되었다고 밝혔다. 이 연구는 특히 경년열화가 저장용기의 기능에 어떠한 안전관련 영향을 미치는지 규명하는 것을 목표로 했다. 또한 설계수명을 넘는 중간저장기간을 초과한 용기를 영구처분장으로 수송할 때 문제점은 없을지도 조사하였다.

ENSI 측은 이 연구를 통해 중간저장에 대해 포괄적이고 체계적인 경년열화관리가 필요함을 입증했다고 밝혔다. 이를 바탕으로 저장용기의 장기 안전성 확보를 위해 취해야할 조치를 요구하게 된 것이다. 여기에는 기계적인 부하가 가해진 상태에서 연료거동에 대한 정보, 연료피복재에 대한 온도 영향, 저장용기 부품 및 저장용량 등을 수집하는 것이 포함된다.

ENSI 측은 중간저장시설 운영자가 경년열화 관리계획을 이행하는데 필요한 사용후 핵연료 및 고준위 방사성폐기물 수송과 저장에 따른 요건을 개발하여 제출하도록 요청할 계획이다. 이 요건은 중간저장시설에 사용되는 모든 형태의 저장용기에 대해 개발하도록 할 예정이며 경년열화 관리계획은 10년마다 검토하여 개정하도로 할 방침이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 방사성폐기물, 심지층 영구처분장, 중간저장시설 2. Radioactive waste, deep geological repository, interim storage facility

현재 배에 선적된 위험한 폐핵연료를 안전한 저장고에 무사히 이송할 수 있게 됐다. 러시아 무르만스크에서 영국이 자금 지원한 시설이 문을 열게 됨에 따라 가능해졌다. 상기 저장고는 2,100만 파운드가 넘는 가치를 지녔으며, 영국의 글로벌 파트너십 프로그램 하에 진행된 프로젝트 중 가장 규모가 큰 완료된 프로젝트에 해당한다. 이런 종류로 러시아 및 국제 원자에너지 당국의 표준을 온전히 부응한 사례는 러시아에서 최초이다. 저장고는 지진과 테러 공격을 견뎌낼 수 있도록 설계됐으며, 200만 파운드의 통합 방어 체계를 보유한다. 상기 프로젝트의 완결은 영국과 러시아가 핵안전 및 핵보안 공동 협력사에서 주요 성과라 할 수 있다. 영국 정부가 전 소비에트 연합에서 직접 지원한 것 중 가장 규모가 크고 가장 복잡한 핵안전 프로젝트라고 한다. 이로써 환경적 위험뿐만 아니라 핵 확산 및 파괴활동의 위험도 크게 줄일 수 있게 됐다고 한다. 양국이 핵연료라는 매우 중요한 분야에서 긴밀하고도 실천적으로 협력한 대단히 우수한 사례라고 할 수 있다. 상기 프로젝트의 성공은 모든 당사자들 간의 긴밀한 공조, 팀워크, 협력에 기인한다. 상기 저장고는 저장 캐스크 50개 속에 든 폐연료봉 3,500개를 안전하게 저장할 수 있다. 글로벌 파트너십은 2002년 G8 정상들이 카나나스키스에 모여 결성한 것이다. G8 국가들은 10년간 200억 달러를 들여 대량 파괴 물질 및 무기의 확산을 저지키로 서약했다. 이에, 영국은 7억 5천만 달러를 제공하겠다고 약속했다. 상기 저장고는 핵 물질을 안전하게 저장하게 되며, G8 정상들이 수립한 상기 프로그램이 규정한 우선원칙 가운데 하나에 해당한다. 추가 정보는 다음을 참조: http://www.dti.gov.uk/energy/environment/soviet-nuclear-legacy/index.html

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
• Keyword : uk, global partnership, 핵 연료, 저장, 러시아

2016년도 Bruno Pontecorvo상을 중국의 고에너지 물리 연구소의 Wang Yifang교수가 받게 되었다고 2월 27일 국제 심사위원단이 발표하였다. Wang교수는 중성미자진동 (neutrino oscillation)현상에 대한 연구를 인정받았고 Daya Bay에 있는 중성 미자 반응기에서 Theta 13 혼합각을 측정한 공로를 인정받았다.

Wang교수는 이 상을 수상한 첫 중국인 과학자이다. 2014년에 Wang교수가 실험 입자물리학 분야에서 W. K. H. Panofsky상을 수상한 뒤에 또 다른 국제적인 상을 수상하게 된 것이다. 2015년도에는Nikkei Asia상을, 2016년도에는 기초 물리학 돌파구상을 수상하였다.

Wang교수는 한국의 서울대학의 김수봉 교수와 중성미자 진동에 대한 반응기 실험으로 공동 수상을 하였고, 일본의 KEK의  Koichiro Nishikawa 교수와 함께 Tokai에서부터 Kamioka까지의 중성 미자 진동 실험을 인정받아 공동 수상하게 되었다. Bruno Pontecorvo상은 기초가 되는 입자 물리학에 대한 상으로 러시아의  Dubna 에 위치한 Joint Institute for Nuclear Research (JINR)에 의해서 주어진다.  이 상은 1995년에 중성미자 물리학의 아버지라고 불리는Bruno Pontecorvo 교수를 기념하여 만들어진 것이다. Bruno Pontecorvo 교수의 주된 연구 방향에 맞추어 이 상은 주로 중성미자 물리학 분야에 대해 주어진다.

Wang교수는 Daya Bay 중성미자 실험을 제안하였는데 여기에는 검출기의 상세 설계와 실험계획이 포함되었는데, 중성 미자 혼합각 theta 13을 정확하게 측정하기 위한 것이었다. Wang교수는 거대한 국제 공동 연구를 통해 이 실험의 공동 대변인으로 선출되었다.

이 상은 2016년도 상은 2월 24일에 있었던 JINR 과학 위원회 121회 모임에서 승인을 받았다. 수상식은 올해 9월에 열릴 예정이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 중성미자 2. Neutrino

 

인도, 호주와 ‘전략적’ 연대를 천명하다

인도와 호주 양국은 ‘전략적’ 제휴관계를 추진할 것을 맹세하고 경제, 국방, 에너지 등 여러 분야에서 협력을 강화하기로 결정하였다. 호주가 인도에 우라늄 판매를 거절한 이후 나온 소식이어서 더욱 눈길을 끈다.

인도 외무장관 프라나브 무크헤르제(Pranab Mukherjee)는 현재 인도 뉴델리를 방문 중인 호주 외무장관 스티븐 스미스(Stephen Smith)와 만난 자리에서, 호주가 최근 개최된 원자력공급국회의(NSG: Nuclear Suppliers Group) 회담에서 인도에게 예외를 허가한 “건설적이고 긍정적인” 역할을 해준 것에 대해 사의를 표명하였다.

상기 NSG 회담에서 호주는 인도의 입장을 지지하였으나, 세계 최대의 우라늄 보유국으로서 인도에 우라늄을 제공하지 않겠다는 기존 입장을 고수하였다. 아직까지 인도는 NPT 조약 가맹국이 되지 못하였다.

그러나 호주는 핵 이외의 분야에서 인도와 협력할 것을 강력히 시사하였다.

양국의 장관들은 회담 후 발표한 공동 성명서에서, 경제, 정치, 국방, 과학 등 다채로운 분야의 이슈를 폭넓게 논하고, 양국의 관계를 ‘전략적 제휴’의 차원으로 높이며 이러한 목표 달성을 위해 서로 협력하기로 합의하였다고 밝혔다.

양국은 자유무역협정(FTA: Free Trade Agreement)안에 관하여 진행 중인 실행가능성 연구를 올해 안에 마무리하고 양국 정부가 권고를 숙려한 뒤 이후의 단계를 결정하기로 합의하였다.

상기 공동 성명서에서는 양국이 상보성 관계에 놓일 경우, 양국 모두에서 더 많은 사업 기회가 창출될 것이라고 하였다.

양국 장관들은 각자 오랫동안 견지해 온 핵 비확산 공약을 되풀이하고 비확산 및 무장해제 체계를 전 지구적으로 강화해 나가기로 합의하였다.

또 양국은 에너지와 자원에 관한 양자 협력을 한층 강화하기 위하여 공동실무단체(Joint Working Group)의 감독 하에 전략 문서를 지속적으로 개발해나가기로 합의하였다.

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
• Keyword :

미국의 Bechtel사와 GEH사(GE Hitachi Nuclear Energy)는 독일과 스웨덴 원전의 폐로와 해체를 위한 연합을 결성한다고 2017년 3월 22일 밝혔다. 이 연합을 통해 영구정지 사전계획, 인허가, 프로젝트 관리, 해체, 폐기물관리 및 부지폐쇄와 같은 폐로작업 전반에 대한 서비스를 제공할 예정이다.

GEH는 일본에서 원자로 내장품 교체와 미국에서 출력증강을 위한 원자로 내장품 분할 및 교체를 통해 얻은 경험을 포함해서 폐로사업에 대한 포괄적인 전문성을 갖고 있다. 미국의 엔지니어링, 프로젝트 관리 및 건설전문회사인 Bechtel도 미 에너지부의 5개 주에 걸친 각종 부지 및 영국 Sellafield 원자력단지 부지 등 세계적으로 500곳이 넘는 방사능 오염부지에 대한 제염, 폐로, 복구 및 폐쇄를 30년 이상 수행해 왔다.

올 1월 GEH사는 스웨덴 OKG AB사로부터 Oskarshamn 1,2호기 원자로해체를 위한 3년짜리 계약을 수주한 바 있다. GEH사는 해당 원전의 원자로압력용기를 분할하게 된다. 이 작업은 해체, 절단 및 최종처분을 위한 포장작업으로 구성되며 2020년대 초반에 완료될 것으로 예상된다.

독일과 스웨덴이 원전 조기폐쇄를 위한 입법을 도입하자 폐로사업을 위한 다양한 파트너쉽이 형성되어 왔다. 2015년에는 EOn과 Vattenfall이 양사가 독일에 공동으로 소유하고 있는 원전의 폐로 및 해체에 협력하는 협정에 서명했으며 역시 같은 해에  Westinghouse와 독일건설회사 Hochtief AG도 독일 원전에 대한 폐로사업을 위해 손을 잡은 바 있다. 2012에는 스웨덴의 Studsvik과 Westinghouse가 NDCon이라는 컨소시엄을 결성하고 독일과 스웨덴 원전폐로사업에 뛰어든 바 있다.

이렇듯 다양한 경험과 전문성을 가진 회사들이 연합하여 폐로사업 수주전에 뛰어듦에  따라 독일과 스웨덴의 노후원전 폐로가 안전하고 신뢰감있게 진행될 전망이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 폐로, 해체 2. decommissioning, dismantling

네덜란드 Petten에 기존 고중성자속원자로(HFR, High Flux Reactor)를 대체하기 위한 Pallas 연구용 원자로 설계 및 건설 계약자로  Ichos 컨소시엄이 2018년 1월 24일 선정되었다. 이 컨소시엄은 아르헨티나의 원자력기술회사인 Invap과 네덜란드 TBI Holdings의 자회사인  Croonwolter&dros사 및 Mobilis사로 구성되었다

이 프로젝트 규모는 1단계인 현 준비단계가 4,000만 유로 수준이며 후속 단계는 수백만 유로에 달할 것으로 알려졌다. 네덜란드는 Pallas 연구로 프로젝트 입찰을 2007년 12월 낸 바 있으며 이 때 입찰에 프랑스 Areva TA, 한국의 KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute) 및 아르헨티나 Invap이 참여했다. 2009년 6월 Invap이 낙찰자로 선정되었으나 네덜란드는 세계 경제위기로 인해 사업 중단을 발표한 바 있다.

이 프로젝트는 2015년 재개되었으며 Pallas 재단이 2개 단계로 사업을 나눠서 새로운 입찰을 내게 되었다. 첫 단계는 엔지니어링, 건설허가 획득, 사업계획 수립 및 사업금융 확보로 구성되고 2단계는 원자로 건설단계다. 새로운 입찰에 동일한 3개 기관이 참여했으며 Invap은 TBI Holdings사를 맺어 참여했다. 2017년 3월 계약자가 결정되었다.

Pallas 연구로는 "tank-in-pool" 타입으로 열출력은 약 55 MW이며 기존 HFR보다 중성자속을 더 효율적이고 효과적으로 사용할 수 있다. 원자로 설계, 건설 및 시운전에는 약 10년이 걸릴 전망이며 수명은 최소 40년으로 생각하고 있다.

1960년 9월 가동된 이래로 기존 45 MW급 HFR은 원자력용 재료시험으로부터 기초 연구 및 의료용 동위원소 생산으로 그 역할이 크게 변해왔다. 이 원자로는 유럽연합의 JRC(Joint Research Centre)를 대신해 NRG(Nuclear Research and Consultancy Group)가 운영해 왔으며 오랫 동안 유럽시장의 60%, 세계시장의 30%에 해당하는 의료용 방사성동위원소를 공급해 왔다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 고중성자속원자로,Pallas 연구로,중성자속 2. HFR(High Flux Reactor),Pallas research reactor,neutron flux

캐나다원자력연구소(CNL, Canadian Nuclear Laboratories) 보유한 연구능력을 총 결집하여 전 세계 원전에 대해 지속가능하고 장기적인 운전을 지원하기 위해 원자로지속가능센터(CRS, Centre for Reactor Sustainability)를 설립했다고 밝혔다.

CNL 측은 CRS가 원전의 신뢰성과 강요성을 유지하는데 필요한 기술을 활용하여 원자력발전소를 혁신하는 미션을 수행하는 가상 센터로서 역할할 것이라고 밝혔다. 이 신규센터는 혁신적인 기술과 검사서비스를 통해 원자로의 수명연장과 장기적 운전, 발전소 현대화 등을 지원함으로써 원자력발전소를 더 효율적이며 신뢰성 있는 발전소로 만드는데 도움을 줄 것이라고 덧붙였다.

CRS는 CNL이 보유한 특수 지식 및 경험을 발전회사 및 그 공급자에게 아래 5가지 핵심연구 분야에 제공할 예정이다. 5가지 분야란 1) 조사후검사기법을 포함한 수명관리(ageing management), 2) 연료특성 기술, 3) 운영지원 및 고장대응, 4) 화학분야 제어, 감시 및 최적화, 5)특별검사 및 정비도구 등이다.

CNL이 보유한 쵸크리버연구소(Chalk River Laboratories)는 원전 수명연장 및 효율 분야 지원에서 명성을 갖고 있다고 CNL 측은 밝혔다. 또한 CNL과 원자력분야 공급망이 함께 원자로의 지속가능성 제고에 통합된 접근을 함으로써 원전의 안전운전과 더불어 비용을 절감하고 효율을 향상시킬 수 있을 것이라고 덧붙였다.

CNL 측은 원자력산업계는 지속적으로 경제성을 유지하기 위해 혁신이 필요하다면서 CRS가 가장 어렵고 특수한 문제를 해결하는데 방법론과 전문성을 제공할 것이며 전 세계 원전의 지속가능성을 유지하는데 도움이 될 것이라고 밝혔다. 또한 CNL 측은 원전의 지속가능성이란 운전허가 갱신이나 수명연장을 넘어 원전의 경제성도 제고 하는 것이라고 설명했다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자로지속가능센터, 수명연장, 조사후 검사 2. CRS(Centre for Reactor Sustainability), life extension, post-irradiation examination

미국의 NuScale Power사는 원전설계에 대한 운영을 모의하기 위해 자사의 소형모듈형원자로(SMR, small modular reactor)의 2번째 주제어실 시뮬레이터를 완성했다. 2017년 5월 9일NuScale Power사는 이 신규 시뮬레이터가 발전소 운영절차서와 훈련용 교재 개발은 물론 향후 해당 노형 발전소 운전원 교육에도 활용될 수 있다고 밝혔다.

2016년 12월 NuScale사는 세계 최초로 자사가 개발 중인 NuScale SMR 자체와 600 MWe 출력을 낼 수 있는 NuScale 모듈 12개를 결합한 원자력발전소에 대한 설계인증 신청을 미 원자력규제위원회(NRC, Nuclear Regulatory Commission)에 제출한 바 있다. 2017년 3월 15일 NRC는 NuScale사의 신청을 공식 접수했다. 첫 상용 NuScale 발전소는 Idaho 국립연구소 내 부지에 건설될 계획이다.

NuScale사 Washington주 사무실에 위치한 신규 시뮬레이터는 전력생산에 필요한 NuScale SMR 모듈, 터빈 발전기 및 지원계통의 운전을 모두 모의할 수 있는 워크스테이션으로 구성되어 가상 원전 주제어실을 구현했다. 이를 통해 단일 주제어실에서 12개 전체 모듈에 대한 감시와 제어를 모의할 수 있다.

한편, 이 시뮬레이터가 가동됨에 따라 시민, 언론계 및 의회에 SMR 기술을 홍보하는 부수적인 효과도 있을 것으로 보고 있다. 미국 내에서는 SMR 기술 개발 촉진을 위해 SMR 생산에 세제상 인센티브를 주는 입법도 추진되고 있다.

한편, NuScale의 첫 번째 시뮬레이터는 2012년 8월 가동되었는데 2003년부터 Corvallis에 있는 Oregon 주립대학에 설치되어 운영되어 온 시험설비를 업그레이드 한 것이다. 전체가 공장에서 조립되는 NuScale 모듈은 고압 철제 격납용기로 둘러쌓인 통합원자로용기로 구성되어 있으며 발전용 기기와 결합되면 모듈당 50 MWe의 전력을 생산할 수 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 발전소 운영절차서, 설계인증, 소형모듈형원자로 2. plant operating procedure, design certification, SMR(small modular reactor)

중국 Zhejiang성 Sanmen 원자력발전소 2호기가 시운전시험 중 고온기능시험을 완료했다고 SNPTC(State Nuclear Power Technology Corporation)이 2018년 1월 31일 밝혔다.

미국 Westinghouse사 AP1000형 원전 중 세계 최초인 Sanmen 1호기는 올해 늦게 운전을 개시할 것으로 예상되며 2호기는 올해 시운전시험에 집중할 예정이다.

77일 간에 걸쳐 수행된 고온기능시험(HFT, Hot Functional Test)은 원자로 게통이 정상운전 중에 노출되는 온도와 압력을 동일하게 모의한다. 이 시험에서는 핵연료를 원자로에 장전하기 전에 원자로냉각재계통과 원전 안전계통이 기능적으로 적절하게 운전될 수 있는지를 확인하게 된다.

Sanmen 2호기 주냉각회로에 대한 상온수압시험(CHT, Cold Hydrostatic Test)은 작년 9월 2일 완료된 바 있다. 이 시험에서는 원자로냉각재펌프(RCP, Reactor Coolant Pump)에 의해 고압으로 순환되는 원자로 주냉각회로를 충수해서 각종 용접부, 접합부, 배관 및 기기에서 누설이 없음을 확인하고 관련 고압계통이 각종 규제요건을 충족하는지를 확인한다. 원자로냉각재펌프는 시험 중 안정된 수위를 유지한 상태로 원자로 내부온도를 유지하는 역할을 한다.

2기의 AP1000형 원자로가 Sanmen 부지에 건설 중이며 또 다른 2기가 Shandong성 Haiyang 부지에 건설되고 있다. AP1000형 원전 중 세계 최초로 운영을 개시할 것으로 예상되는 Sanmen 1호기의 고온기능시험은 2017년 6월 30일 완료되었다.  Haiyang 1호기도 올 해 늦게 운영을 개시할 것으로 보이며 Haiyang 2호기는 2019년 운영을 개시할 예정이다.

미국 내에도 4기의 AP1000형 원전이 건설되고 있다. 2기는 Vogtle 부지에, 나머지 2기는 Summer 부지에 건설 중이다. 그러나 Summer 부지의 2기는 지난 해 8월부터 건설이 중단된 상태다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. AP1000형 원전,고온기능시험,상온수압시험 2. AP1000,HFT(Hot Functional Test),CHT(Cold Hydrostatic Test)

Lightbridge사의 혁신적인 금속핵연료 기술은 송전망으로 송출할 전력을 생산하는 가장 경제적인 방법이며 풍력, 태양광이나 천연가스보다도 저렴하다고 Enfission JV사 측이 밝혔다. 2018년 1월 25일 창립된 Enfission사는 Lightbridge사가 고안한 기술을 Framatome사가 더 개발하고 인허가를 받아 핵연료집합체를 판매하기 위해 설립된 조인트벤쳐다.

Framatome사는 Areva그룹의 원자력발전소 운영사업부문이 분사해서 창립된 회사로 지분 구조는 EDF Group이 75.5%, Mitsubishi중공업이 19.5% 그리고  Assystem사가 5%를 소유하고 있다.

Reston, Lightbridge 및 Framatome사는 2017년 9월 Lightbridge사가 개발한 첨단 금속핵연료 기술을 상용화하기 위해 조인트벤쳐를 설립한다는 구속력있는 협정을 체결한 바 있다.  이 핵연료는 지르코늄-우라늄 합금으로 만들어지며 독특한 구성과 핵연료봉 배열을 사용하기 때문에 기존 원전이나 신규 원전의 중성자경제, 효율 및 안전성을 크게 높일 수 있는 것으로 알려졌다.

금속핵연료 시험집합체의 조사시험(irradiation testing)은 IFE(Institute for Energy Technology)가 운영하는 노르웨이 Halden 연구로에서 수행될 예정이다. 2016년 11월 Lightbridge사는 익명의 한 미국 원자력발전회사가 자사의 가동중 원전을 이용해 핵연료집합체 시범연소에 참여할 의향이 있다는 동의서를 공개한 바 있다.

Enfission JV사 측은 이 핵연료가 미국 내 원전에 최초로 상업적으로 사용되는 시점을 2021년 정도로 예상하고 있다. 미국 내 원전의 과반 이상을 소유, 운영하고 있는 Exelon, Duke, Dominion 및 Southern Company사를 주요고객으로 고려하고 있으며 이들 발전회사는 이 핵연료 사용을 위해 미 원자력규제위원회(NRC, Nuclear Regulatory Commission)에 해당 핵연료에 대한 인허가심사를 준비하도록 이미 요청해 놓은 상태다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 금속핵연료,조인트벤쳐,지르코늄-우라늄 합금 2. metallic nuclear fuel,joint venture,zirconium-uranium alloy