미국 GE Hitachi Nuclear Energy(GEH)가 스웨덴 Oskarshamn 원전 1,2호기 원자로 내장품을 해체하는 3년 짜리 계약을 수주했다. 2016년 12월 19일 원전 운영사인 OKG AB와 맺은 계약에 따라서  GEH가 원자로 2기의 압력관 내장품을 최종 처분하는 작업을 맡게 되었다. 이 작업은 해체, 절단, 그리고 최종 처분을 위한 포장 과정으로 이루어진다.

Oskarshamn 2호기의 내장품 해체작업은 2018년 1월에, 1호기 해체작업은 2019년에 시작될 것으로 예상된다. 해당 해체작업은 2020년 초반에 완료될 예정이다. GEH측은 해당 프로젝트는 유럽 원자로 해체사업에 진출하는 돌파구적인 프로젝트이며 GE와 (구)Alstom의 글로벌 공급망으로 구성된 ‘GE store’의 풍부한 자원을 활용해 세계 자력계에 최상의 안전성과 가성비가 뛰어난 서비스를 제공하게 될 것이라고 밝혔다.  

OKG의 대주주인 독일 EOn은 2015년 10월 Oskarshamn 1호기와 2호기가 영구적으로 폐쇄될 것이라고 밝힌 바 있다. 3호기는 이 결정과 무관하다. 또한 1호기가 2017년과 2019년 사이에 폐쇄될 것이고 2호기에 또한 더 이상의 투자는 없을 것이며 원자로도 재가동되지 않을 것이라고 밝혔었다. 더불어 2016년 2월 OKG는 2017년 6월 말 예정된 계획정지를 시작으로 Oskarshamn 1호기를 폐쇄하기로 결정했다고 밝혔다.

473 MWe 용량의 비등수형 경수로(BWR, boiling water reactor)인 Oskarshamn 1호기는 1972년부터 가동되었으며 638 MWe 용량의 BWR인 Oskarshamn 2호기는 1974년에 첫 가동을 시작한 바 있다. 1,400MWe 용량의 BWR인 Oskarshamn 3호기는 1985년에 처음 가동되었다. 

OKG측은 2045년까지 Oskarshamn 3호기가 기후변화에 적합한 전력을 생산하기 위한 조건 중 하나로 Oskarshamn 1,2호기 해체작업이 안전하고 효율적으로 이루어져야 한다고 밝히면서 이 계약 서명이 해당 작업에 진일보가 되었다고 평가했다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 해체, 오스캬샴, 비등수형경수로 2. dismantling, Oskarshamn, boiling water reactor (BWR)

미 원자력규제위원회(NRC, Nuclear Regulatory Commission)는 NuScale Power사가 소형모듈형원자로용으로 개발한 고도통합보호계통(HIPS, highly integrated protection system) 플랫폼이 원자력발전소 안전관련 계통제어시스템에 사용하기 적합하다고 승인했다.

HIPS 플랫폼은 6년간에 걸쳐 NuScale사와 Rock Creek Innovations LLC가 개발한 보호계통용 플랫폼이다. 아날로그와 디지털을 혼합한 논리기반시스템은 안전기능, 통신, 기기 인터페이스 및 결선된 모듈로 구성되어 있다. 모든 모듈은 독립적으이며 비동기화되는 방식으로 운전된다.

4개의 모듈 형태가 서로 연결될 수 있어 복합배열을 구성함으로써 원자로안전계통을 다양한 형태로 구현할 수 있다. 또한 현장에서 프로그램이 가능한 게이트 배열을 사용함으로써 인터넷 사이버공격도 막아낼 수 있다. NuScale사는 소프트웨어나 마이크로프로세스를 쓰지 않는 HIPS 플랫폼을 자사의 소형모듈형원자로 모듈보호시스템에 적용할 예정이다.

2015년 12월 HIPS 플랫폼의 핵심설계개념이 기본적인 계측제어 설계원칙을 만족하는지 NRC에 검토 및 승인을 신청한 바 있다. 2017년 4월 NRC의 ACRS(Advisory Committee on Reactor Safeguards)는 실제 원전의 안전관련계통에 적용허기 위해서는 반드시 반영해야 하는 다수의 ASAI(application specific action items)를 발견했다고 밝힌 바 있다. 하지만 결론적으로 기본적인 계통제어계통 설계요건인 독립성, 다중성, 예측가능성, 재현성, 다중성 및 심층방호를 갖추고 있어 원자력발전소 적용에 문제가 없다고 결론내린 바 있다.

NuScale 측은 이번 규제승인을 설계인증(DC) 취득을 향한 주요한 단계로 인식하고 이를 크게 반기고 있다. 올 해 초 HIPS 플랫폼의 실증용 원형이 미 오레곤주에 있는 NuScale 시뮬레이터에 설치되어 시험되고 있다. 이 원형설비는 전략적 파트너사인 Ultra Electronics사가 설계, 제작한 것이다. 한편 작년 12월, NuScale사는 SMR 설계 자체와 12개의 모듈로 구성되어 600 MWe;의 용량을 갖는 SMR형 원자력발전소에 대해 설계인증 신청을 한 바 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 설계인증, 안전관련 계측제어어계통, 플랫폼 2. design certification, safety-related instrumentation and control systems, platform

3D 프린팅이라고도 불리는 적층제조(additive manufacturing, AM) 기술을 적용하면 소형 모듈라 원자로(SMR) 제작 시간을 크게 단축할 수 있고 부피가 작은 부품과 재료 성능 분석 등에서 경쟁력을 향상시킬 수 있다는 전문가 의견이 제시되었다.

지난 3월, 영국 정부는 최고의 SMR 설계를 찾는 경합을 개최한 것을 비롯하여 2015~20220년 사이에 SMR 첨단 제조 프로그램에 3,000만 달러를 포함하여 원자력 연구개발 기금 2억 5,000만 파운드를 투자한다고 약속했다. 이 연구개발 프로그램의 일부로 원자력 첨단제조 연구센터(Nuclear AMRC)가 AM 공정의 효율과 품질을 연구하고 있다.

AM 기술은 SMR 원자로의 주요 부품 생산 시간을 단축하고 상업적으로 경쟁력을 갖추게 해준다. SMR 원자로 압력 용기는 기존 제작 기술을 사용할 경우 3년이 걸리는데 비해 AM 기술을 적용할 경우 6개월 이내에 완성할 수 있다. 더 나아가 AMRC는 AM 공정, 장비, 품질, 부품 추적성에 관한 정보 데이터베이스를 구축할 계획이다.

미국 원자력계도 AM 기술이 비용과 조달 시간에 어떤 영향을 주는지 검토하고 있다. GE 히타치 원자력(GEH)은 6월 22일 에너지부가 200만 달러를 투입하는 AM 연구를 주도한다고 발표했다. GEH는 AM으로 만들어진 부품을 아이다호 국립연구소에서 방사선 조사 시험을 진행하고 있다.

GEH의 AM 장비는 400 세제곱밀리미터 이하의 어떤 부품도 제작할 수 있다. 첨단 잔해물 필터, 제트 펌프 내진동 부품 등이 유력한 후보다. 또한 새로운 발전소에 사용될 미세 운동 조절 제어봉 구동기(FMCRD)를 제작하는데 사용할 수 있고 대형 3D 프린터를 개발하면 더 큰 부품도 생산할 수 있는 것으로 알려졌다.

미래의 안전하고 효율적으로 전기를 공급할 수 있는 소형 모듈라 원자로에 대한 연구개발이 진행되고 있는 가운데, 제작 기술에서도 3D 프린팅과 같은 신기술 적용으로 보다 저렴하고 빠르게 고품질의 부품을 개발할 수 있을 것으로 보인다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 소형모듈라원자로;적층제조;3D 프린터 2. SMR;additive manufacturing;3D printer

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
• Keyword :

호주와 중국의 연구자들이 용융염 원자로(MSR, molten salt reactor)에 사용될 새로운 차원의 물질에 대한 기계적 특성을 파악하는데 진전을 거뒀다. 호주 원자력과학기술기구(Ansto, Australian Nuclear Science and Technology Organisation)측은 니켈 몰리브덴 금속 분말에 탄화규소 입자가 첨가 된 NiMo-SiC 합금이 부식 저항성과 방사선 손상 저항성이 우수하다고 밝혔다.

현재 운전되고 있는 상용 MSR은 없지만 Antso와 파트너십 계약을 맺은 상하이 응용물리학 연구소(Sinap, Shanghai Institute of Applied Physics)는 MSR과 토륨 에너지 연구개발 프로그램을 진행하고 있다. 탄화규소 함량을 달리한 다수의 Ni-MoSiC 합금 시편을 Sinap 실험실에서 준비하였다. Antso측은 MSR의 구조재는 고온에 강해야 하고 방사선에 내성이 있어야 하며 부식에도 강해야 한다고 밝혔다. 최근 발표된 논문에 따르면 NiMo-SiC 합금은 NiMo 매트릭스의 침전, 분산 및 고용체 강화 과정을 거쳤기 때문에 우수한 기계적 특성을 보유하고 있는 것으로 알려졌다.

해당 강화 과정에는 기계적 합금화, 스파크 플라즈마 소결, 급냉, 고온 어닐링 등이 포함된다. 니켈에 탄화규소 입자를 첨가할 때 나타나는 분산 강화 이점은 잘 알려져 있지만 고온 강도가 낮은 MSR에 적용했을 경우에는 효과가 뛰어나지 않았다. 이 문제는 새로 NiMo-SiC 합금을 개발하여 탄화규소 입자 사이의 공간을 채워 전위 운동을 방해하는 규화니켈 나노 입자를 대체하여 해결되었다.

이 합금은 분말 야금공정을 통해 개발되며 탄화규소와 규화니켈은 NiMo 매트릭스 내에 균일하게 분포되어 있는데, 이러한 탄화규소 입자의 균일한 분포는 표준 야금공정을 사용하여 생성할 수 없다. Antso측은 이러한 합금의 강도는 실리콘 카바이드 입자에 의한 분산 강화, 규화니켈에 의한 강수 강화 및 몰리브덴에 의한 고용체 강화의 조합에 기인한다고 밝혔다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 부식저항성, 방사선손상저항성 2. corrosion resistance, radiation damage resistance

중국과 사우디아라비아는 중국이 개발한 고온가스냉각로(HTGR, high-temperature gas-cooled reactor)를 사우디아라비아에 건설하기 위한 건설타당성 공동연구를 협의하기 위한 첫 회의를2017년 5월 15일 베이징에서 개최했다. 회의를 통해 양 측은 공동타당성연구 조건을 검토하고 협의했다. 이에 따라 공동실무그룹이 올 해 말까지 건설타당성 공동연구 보고서를 완료하기로 했다. 

본 회의에 이어 공동실무그룹 회의도 개최되었는데 이로써 타당성연구가 공식적으로 착수되었다. 3일간 개최된 실무그룹 회의에는 청화대 원자력신에너지기술연구소 등을 포함해 양 측에서 약 40명의 전문가가 참석했다. 사우디 내 건설계획, 지적재산권 및 공급망 분야 협력방안, 건설금융 제공방안, 사우디 원자력규제체계 확립방안 등이 논의되었다.

CNEC(China Nuclear Energy Engineering Group)측은 HTGR 개발경험과 건설경험을 사우디 측에 100% 공유하겠다는 입장을 전하면서 HTGR 운영 및 공급망 현지화에 필요한 사우디 측 인력에 대한 훈련도 지원할 것임을 분명히 했다. 양 측은 공동타당성연구보고서를 연내에 완성하고 사우디 내각에 제출해서 건설을 위한 사전승인을 받기로 합의했다.

이번 공동연구를 위한 협력협정은 올 3월 사우디 Salman 국왕의 베이징 방문시 시진핑 중국주석 등 양국 정상이 지켜보는 가운데 체결된 바 있다. 이에 앞서 양국은 올 1월 HTGR 건설에 대한 양해각서를 맺은 바 있다. 사우디 측에서는 KA-CARE(King Abdullah City for Atomic and Renewable Energy)가 이 사업을 주도하고 있다

HTGR인 HTR-PM 시범호기가 중국 Shandong성 Weihai시 인근 Shidaowan 부지에 건설되고 있다. 2기의 HTR-PM 원자로가 1기의 210 MWe 용량 증기터빈을 구동하게 된다. 건설은 2012년말 늦게 시작되었으며 상업운전은 올해 말로 예정되어 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 고온가스냉각로, 공동타당성연구, 공급망 현지화 2. HTGR(high-temperature gas-cooled reactor), joint feasibility study, supply chain localisation

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)

UAE원자력공사(ENEC, Emirates Nuclear Energy Corporation)측은 바라카 3,4호기 건설공사가 50% 이상 완료되었다고 밝혔다. 총 4기로 구성된 전체 바라카원전의 건설 공정율은 현재 약75% 수준이다. 최근 건설 주요공정은 2016년 7월 원자로 용기를 설치한 3호기 원자로건물에 라이너 플레이트를 설치한 것이며, 이는 3호기 건설이 62% 이상 완료 되었다는 것을 의미이다. ENEC측은 현재 콘크리트 타설 등 건설작업이 꾸준히 이뤄지고 있으며 2017년 1/4분기에 3호기 원자로건물이 완공될 예정이라고 밝혔다.

4호기 터빈-발전기 설치용 데크 건설이 완료되었으며 원자로건물 마지막 수직 라이너 플레이트까지 설치가 완료되었다. 현재 터빈건물 건설작업이 착수되었으며 4호기 원자로건물 내, 외벽 콘크리트가 타설되고 있다. ENEC측은 2017년 중반에 4호기 원자로 압력용기 설치를 시작할 수 있을 것이라고 밝혔다. 더불어 4호기 건설작업이 현재 계획보다 더 빠르게 진행되어 총 35% 가량 완료되었으며, 3호기 터빈-발전기 설치용 데크 건설과 원자로건물 수직 라이너 플레이트 설치작업 완료 이후 불과 10개월만에 4호기 해당작업이 완료되었다고 발표했다. ENEC측은 주계약사이자 합작투자 파트너인 한국전력공사(KEPCO)와의 협력 덕에 이러한 좋은 성과를 냈다고 밝혔다.

한국이 설계한 4기의 바라카 APR1400 원자로 건설시업은 2012년에 시작되었다. 1호기는 올해 첫 가동을 시작할 것으로 예정되어 있으며, 2020년 4호기 완공 시까지 1년의 간격을 두고 나머지 3기의 원전도 차례로 가동될 계획이다. 총 4기의 원전으로 바라카는 UAE 전력 수요의 25%를 공급하고 연간 1,200만 톤의 탄소 배출을 줄일 수 있을 것으로 예상된다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 신규건설, 건설, 아랍에미리트 2. new build, construction, UAE

인도의 Kaiga 원전 1호기가 발전용 원자로 연속운전 분야에서 세계 기록을 경신했다. 가압중수로(PHWR, pressurised heavy water reactor) 원전인 이 원자로는 2016년 5월 13일부터 941일 간의 연속운전 기록을 수립한 것이다. 이 기록은 원자로 노형을 불문하고 세계 최장 기록이다.

이전 기록을 갖고 있던 원전은 개량형 가스냉각로(AGR, advanced gas-cooled reactor)인 영국 Heysham II원전의 2호기로 2016년 9월 계획예방정비를 위해 계통병해 할 때까지 940일이 연속운전 기록을 달성한 바 있다.

인도 원자력부(DAE, Department of Atomic Energy)는 2018년 12월 10일 오전 9시 20분 Kaiga 원자력발전소(KGS, Kaiga Generating Station) 1호기가 941일 동안의 비정지 연속운전을 기록함에 따라 인도를 세계 어떤 원자로형에서 독보적인 최장 연속운전기록 보유국으로 만들었다고 밝혔다. 이 기간 동안 이용율은 99.4%에 달했다고 DAE는 덧붙였다.

인도 Karnataka 지역의 Kaiga 원전부지는 인도가 직접 설계한 4시의 220 MWe급 PHWR가 설치되어 있다. Kaiga 원전 1호기는 2000년 상업운전을 시작한 바 있다. 지난 10월 이 원자로는 PHWR형 원자로 중 이전 최장 연속운전기록보다 하루 더 긴 895일로 경신한 바 있다. 이전 기록은 캐나다의 Pickering 원자력발전소의 7호기가 1994년에 수립한 894일 무정지 연속운전이었다.

PHWR과 AGR은 모두 원자로 정지없이 핵연료를 재장전할 수 있도록 설계되어 있다. 인도원자력공사(Nuclear Power Corporation of India Ltd.)는 자사가 소유한 원전 3기가 장기간 운전되고 있다고 밝혔다. 이들 원전은 세계기록 경신 후 여전히 운전을 지속하고 있는 Kaiga 1호기, Rajasthan 3호기 및 Rajasthan 5호기로 Rajasthan 3,5호기는 2년 이상 연속운전을 이어나가고 있다고 밝혔다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 연속운전,발전용 원자로,계획예방정비 2. continuous operation,nuclear power reactor,scheduled maintenance outage

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