미 Exelon사는 Illinois주에 있는 2기의 원자로로 구성된 Byron 원전에서 의료용 방사성동위원소인 몰리브덴-99(Mo-99, molybdenum-99)을 생산하는 계획을 원자력규제위원회(NRC) 측에 2016년 12월 5일 설명했다고 밝혔다. Exelon은 Byron 원전 또는 Illinois주에 있는 역시 2기의 원자로로 구성된 Braidwood 원전에서 Mo-99를 생산할 수 있도록 인허가 수정안을 제출할 계획을 NRC측에 설명한 것이다.

Exelon측은 NRC가 이 수정안을 내년 5월까지 승인해서 2017년 여름에는 소규모 시험생산이 시작될 수 있기를 희망하고 있다. Exelon측은 상업적인 규모의 생산이 가능한 시점에 대해서 밝히고 않았다. 이 생산계획은 역시 미 식품약품안전청(FDA, Food and Drug Administration)의 승인도 받아야 한다.

Mo-99은 매일 세계적으로 약 40,000회 정도 사용되는 방사성동위원소인 technetium-99m을 얻는데 사용된다. 전 세계에서 사용되는 technetium-99m의 60% 이상을 올 10월 말까지는 캐나다 Ontario 주의 Chalk River 시설에 있는 Canadian Nuclear Laboratories사의 NRU 원자로에서 생산했다. NRU 원자로가 정지되었고 technetium-99m의 반감기가 6시간에 불과해 재고를 만들어 놓기 힘들기 때문에 현재는 세계적으로 부족 현상을 겪고 있다. Exelon측은 Byron 원자로 노심에 molybdenum-98 넣어 운전하면서 중성자 조사에 의해 Mo-99를 생산할 계획이다. Mo-98은 핵연료 집합체 내의 노내 계측기관 위치에 삽입될 계획이다.

이 노내 핵계측기는 필요에 따라 노심 밖으로 이동할 수 있으므로 이 때 충분한 Mo-99가 생산된 경우 이를 회수해서 발전소로부터 약 70킬로미터 거리에 있는 NorthStar Medical Radioisotopes사의 관련 처리시설로 보내 technetium-99m을 최종적으로 얻게 된다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 몰리브덴-99, 테크니슘-99m 2. molybdenum-99, technetium-99m

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

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

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)

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

중국과 이란은 핵무기용으로 전용할 수 있는 플루토늄-239 생산이 가능한 이란 Arak 중수로에 대한 재설계 후 활용을 위한 상업적 계약에 서명했다. 이 원자로의 노심은 이란에 대한 경제제재를 완화하는 대신 이란 핵개발 프로그램을 제한하는 일환으로 제거된 상태다.

2017년 4월 23일 비엔나에서 체결된 이번 계약은 Arak 원자로 전환을 위한 설계개념과 예비설계 관련 컨설팅을 주된 내용으로 하고 있다. 이 계약에 따라 중국의 CNNC(China National Nuclear Corporation)가 향후 8개월 이내에 Arak 원자로 설계개선을 위한 설계개념을 확정하게 된다.

이란 원자력기구(Atomic Energy Organisation of Iran)는 원자로설계의 1차 주단계는 지난 수 년간에 걸쳐 이란 전문가가 수행했으며 이번 계약에 따라 중국 측에서 이 결과를 검토, 확정하고 필요시 국제원자력안전기준에 따라 조정도 하게 될 것이라면서 이란측 전문가들이 이미 해당 원자로 상세설계에 착수했다고 밝혔다.

이란 언론은 원자로를 재설계하는 다음 단계에 중요한 Arak 원자로의 설계개념과 관련된 다량의 문서가 이미 중국 측에 전달되었으며 이 계약 체결 전에 수 년간 여러 차례 양국 간의 협의가 진행되어 왔다고 보도했다. 또한 이번 계약은 향후 Arak 원자로 재가동을 위해 시행할 여러 포괄적인 게약 중 첫 번째라고 소개했다.

2015년 7월 이란과 E3/EU+3(중국, 프랑스, 독일, 러시아, 영국, 미국 및 유럽연합) 간에 체결된 합동포괄행동계획(JCPA, Joint Comprehensive Plan of Action)에 따라 이란은 향후 15년간 우라늄 농축활동을 제한하고 중농축 우라늄을 제거하며 저농축 우라늄 비축을 제한하는데 합의한 바 있다. 또한 이란은 새로운 중수로 건설이나 중수 비축을 더 이상 하지 않으며 Arak 원자로를 재설계하고 Arak 원자로에서 나온 사용후연료를 전량 국외로 이전하는데 합의했었다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 아락 원자로, 국제원자력안전기준, 합동포괄행동계획 2. Arak reactor, international nuclear safety standard, JCPA(Joint Comprehensive Plan of Action)

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

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

스위스 원자력 안전규제기관은 Beznau 및 Gösgen 원전 증기발생기 설계 및 단조 품질을 확인할 수 있도록 문헌 정밀점검을 시행할 것을 원전운영사에 지시했다. 이는 프랑스에서 발생한 일부 원전 증기발생기에서 탄소가 고농도로 함유된 것이 발견된 사건에 대한 대응인 것으로 알려졌다.

스위스연방원자력안전청(ENSI, Federal Nuclear Safety Inspectorate)이 증기발생기 제작과 관련된 문서에 대한 심도있는 검토를 시행할 것을 지시한 것이다. 이 검토에는 제조사, 제조기간, 재질, 적용된 설계시방 및 규제요건, 제조 중 불일치사항, 단조과정, 금속주괴(ingot) 크기, 수락시험, 시험요건, 검사기관 및 승인기관 등 각종 정보가 망라된다. ENSI는 사실관계를 추가 확정하기 위해 비파괴검사 기록도 필요할 것이라고 밝혔다.

해당 원전의 운영사는 검토결과를 내년 4월 말까지 ENSI에 제출해야 한다. 프랑스 Flamanville에 건설중인 EPR 원전 원자로압력용기에서 품질관리와 탄소함유량 문제가 대두되자 프랑스 원전규제기관은 Areva에 1965년 이래로 Creusot 단조공장에서 제작된 약 400개에 이르는 중량 단조물에 대한 기록을 전면적으로 검토하도록 지시한 바 있다. 이 공장에서 제작된 증기발생기 일부 부품에서 탄소가 고농도로 함유된 것으로 드러났다.

1990년대에 Beznau 원전 증기발생기가 해당 공장에서 부분적으로 생산된 증기발생기로 교체된 바 있다. 한편 Gösgen 원전 증기발생기의 단조 부품은 독일에서 생산된 것이다. 올 6월 ENSI는 각 원자력발전소에 사용되고 있는 기기 중 Creusot 단조공장에서 생산된 것이 있거나 잘못된 생산문서가 붙어 있는 것이 있는지 확인토록 했고 그 결과 Creusot 공장에서 단조를 통해 생산된 모든 스의스 원전 내 안전관련 주요기기가 제작과정이나 재질이 모두 적합하게 문서화된 것으로 확인된 바 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 단조, 증기발생기, 비파괴검사 2. forging, steam generators, non-destructive testing

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