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

프랑스 원전안전 당국은 증기발생기 일부 부위에서 고농도의 탄소가 발견된 10기의 900 MWe급 원전에 대해 EDF사가 제출한 운전가능성 분석보고서를 승인했다고 밝혔다. EDF사는 2기의 1,450 MWe에 대해서도 같은 종류의 보고서를 곧 제출할 계획이다.

지난 6월 프랑스의 원전규제기관인 ASN(Autorité de Sûreté Nucléaire)는 EDF가 운영하는 용량 900 MWe 및 1,450 MWe급 18기의 원전이 증기발생기에 높은 농도의 탄소를 함유하고 있다는 사실을 파악했다고 밝혔다. 이 중 12기 유로입구는 일본주물단조회사(JCFC, Japan Casting and Forging Corporation)가 제작한 것으로 고농도의 탄소를 함유했을 개연성이 있다면서 고농도 탄소가 함유되면 철강의 기계적 속성이 나빠진다고 밝혔다.

그 이후 EDF은 ASN측에 12기의 원자로가 운전 안전성을 확보하고 있음을 입증하는 자료를 제출해 왔다. 이에 ASN은 이를 입증하기 위해 추가적인 검사가 필요하다는 입장을 견지해 왔으며 이 검사는 계획예방정비 기간 중에 기시행되었거나 시행되고 있다. EDF가 제출한 자료는 ASN과 프랑스 방사선방호원자력안전청(IRSN, Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety)에서 가설과 방법이 맞는지 검토를 거쳤지만 ASN은 가설에 대해 해당 기기에 대한 복제품을 만들어서 시험을 통해 입증해야 한다고 주장하였다.

ASN은 이번에 EDF측에 추가 검사가 필요하며 운전상 보완조치가 시행되거나 강화되어야 하며 추가적인 시험이나 연구가 수행되어야 한다고 요청한 것이다. 2016년 12월 5일 ASN은 이번 요청이 이행되어야 하지만 EDF가 보인 입증방식은 900 MWe급 원전에 대해 수용가능하며 ASN이 해당 원전의 재가동을 승인하는데 사용될 수 있을 것이라고 밝혔다. 각 원전은 개별적인 안전성 검토결과에 따라 재가동이 결정될 예정이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 증기발생기, 탄소, 기계적 성질 2. steam generator, carbon, mechanical property

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)

급속한 개발 및 도시화의 상징이자 석유, 금융 허브인 싱가포르에서 열린 국제에너지주간(Singapore International Energy Week)에서 파리 기후변화 협약과 신재생 에너지 비용 하락에 힘입어 청정에너지 시스템으로 전환은 거스를 수 없는 대세가 되었으며, 남은 한 가지는 실행뿐이라는 주장이 제기되었다.

모두를 위한 지속 가능한 에너지(Sustainable Energy for All) 기구의 유엔 사무총장 특사 레이철 카이트(Rachel Kyte)는 21세기 중반까지 거의 배출이 없는 시스템을 완성해야 한다고 주장하면서, 전반적인 긍정적인 분위기 속에서도 국제 에너지 목표를 달성하는 것은 여전히 힘겨운 상태라고 말했다. 연간 11억 명이 전기를 사용하지 못하고 있으며 화석연료 사용에 따른 대기오염으로 650만 명이 매년 사망하고 있다. 대기 중 CO2 양은 증가하고 있으며 계속해서 기후를 위협하고 있다고 하면서 분산 전력망을 혼합하는 것이 격차를 해소하는 방법이라고 강조했다.

국제에너지기구(International Energy Agency) 페이스 비롤(Fatih Birol) 사무총장은 신재생 에너지원이 탄소를 배출하지 않는 시스템의 핵심이지만 다른 기술도 사용할 수 있다고 본다. 에너지 효율 증대, 원자력 등이 국가별 필요에 따라 대안이 될 수 있다고 말했다. 그는 또한 일본을 선두로 한 아시아의 탈원자력 움직임에도 불구하고 2015년은 신규 원자로 10기가 가동에 들어간 원자력의 황금기였다고 밝혔다. 세계원자력협회(World Nuclear Association) 아그네타 라이징(Agneta Rising) 사무총장도 원자력의 우수한 성과를 보여주었다고 하면서 원자력이 유럽과 미국의 최대 청정 에너지원이며 세계적으로도 두 번째를 기록하고 있다고 말했다.

청정에너지 시스템을 위한 계획과 수단이 마련된 상태에서 남은 것은 실행 의지라는 것을 알 수 있다. 특히, 원자력이 청정에너지 전환에서 중요한 역할을 하고 있음을 보여준다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 청정에너지;신재생에너지;원자력 2. clean energy;renewable energy;nuclear

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

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

NRG그룹(Nuclear Research and Consultancy Group)은 750°C 이상의 온도에서 1/1,000 mm의 정밀도로 원자로 내에서 중성자에 조사되는 동안 각종 재질의 팽창을 측정할 수 있는 기술을 네델란드 Petten에 있는 HFR(High Flux Reactor) 원자로에서 성공적으로 입증했다고 2016년 11월 2일 밝혔다. 이에 따라 개량형 원자로에 사용될 구조용 재료 및 핵연료용 재료 개발에 도움이 될 전망이다.

NRG측은 지금까지는 750°C가 넘는 중성자속이 높은 원자로 내에서 9미터 거리에서 1/1,000mm 급의 정밀도로 각종 구조재의 팽창정도를 측정하는 것은 매우 힘든 일이었다고 밝혔다. 하지만 서로 다른 여러 가지의 개념을 개발하여 반복적인 실험실 내 시험을 통해 개념의 수정하고 공고화함으로써 최종 개념을 1년 전에 정립한 것으로 전해졌다. 이 기술개발에는 다수의 재료 및 핵연료 전문가, 핵공학자 및 기술자들이 참여했으며 이런 종류의 기술이 원자로 적용되는 것은 처음인 것으로 알려졌다.

NRG는 지금 생성하고 있는 실험자료는 원자로 구조재와 핵연료 성능모델의 새로운 시대를 창출하는데 입력 및 검증정보로 사용될 것이라고 밝혔다. 또한, 이 기술이 더 나은 지식을 제공하고 향후 원자력발전소 기술개발에서 구조재와 연료로 사용될 재질을 더 효율적으로 개발할 수 있도록 할 것이므로 원자력산업계가 지금까지 이 기술의 등장을 기다려 왔다고 전했다. 올 12월에는 더 높은 중성자속(flux) 내에서 시험을 진행할 예정이며 이 지점의 온도는 1,200°C가 넘을 것으로 예상했다.

한편, HFR 원자로는 재료시험에 사용되기도 하지만 세계 최대의 방사성동위원소 생산시설로서 유럽에서 사용되는 의료용 동위원소의 70%를 생산하여 전 세계적으로는 의료용 동위원소 생산분야에서 30%의 점유율을 갖고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 구조재, 핵연료, 팽창 2. material, fuel, expansion

영국 원자력폐로청(NDA, Nuclear Decommissioning Authority)은 2017년 4월 1일부터 2020년 3월 31일까지의 3개년 사업계획을 발표했다. 2016년 4월 나온 NDA 전략계획에 기초해서 재무부와 에너지산업부의 재정투입계획에 맞추어 추진목표를 제시하고 17곳의 원자력부지에 대한 복구 진행계획을 밝힌 것이다.

이 사업계획은 작년 12월 12일부터 올 2월 3일까지 공청절차를 거쳤으며 17곳의 부지에 대한 향후 20년간의 전망도 포함하고 있다. 사업계획에서 NDA는 핵심목표는 환경을 보호하기 위해 해당 부지를 안전하고 확실하며 경제적으로 복구하는 것이고 밝히면서 2017년 4월부터 2018년 3월까지의 2017/18 회계년도의 총지출은 32억 4,000만 파운드이며 이 중 23억 6,000만 파운드는 정부 재정지원임을 명시했다. Sellafield 부지의 모든 핵연료재처리가 2020년에 종료될 예정이다.

NDA는 최근 영국 내에 산재하는 Magnox 원자로 부지에 대한 폐로관리 계약사인 Cavendish Fluor Partnership과의 계약을 상호합의로 종결한다고 밝힌 바 있다. 이는 계약범위에 들어있는 역무범위가 해당 부지에 필요한 역무와 실질적으로 다르기 때문으로 해석된다. 또한 참여사인 EnergySolutions사와 Bechtel사에도 약 900백 만 파운드의 보상금을 주고 법적분쟁을 종결했다.

2017-2020 사업계획에 들어있는 주요 사업 마일스톤에는 저준위방사성폐기물처분장 계획 결정 2018년, THORP(Thermal Oxide Reprocessing Plant) 재처리계획 확정 2018년 말, 모든 Magnox 원자로에 대한 연료제거 및 이전 2019년, Bradwell 및 Essex에 있는 Magnox 원전 부지를 NDA 최초로 유지관리단계로 전환 2019년, PFCS(Pile Fuel Cladding Silo) 복구 조기착수 2020년 및 Magnox 재처리 완료 2020년 등이 포함되어 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 저준위방사성폐기물처분장, 매그녹스 원자로, 연료제거 2. Low Level Waste Repository, Magnox, defuel

캐나다 OPG사(Ontario Power Generation)의 Darlington 원자력발전소가 BWXT사(BWX Technologies Inc.)가 개발한 신형 Tc-99m(Technetium-99m) 발생기를 이용해 Mo-99(Molybdenum-99)을 생산할 계획이다. 이렇게 되면 Darlington 원전은 CANDU형 중수로원전으로는 세계 최초로 Mo-99을 생산하는 대형 상용원전이 된다.

BWXT사는 2018년 5월 Tc-99m 발생기를 통해서 Mo-99을 생산할 수 있는 혁신적인 프로세스를 개발했으며 상용 개발단계에 들어갔다고 밝힌 바 있다. 이 프로세스 중 핵심적인 요소는 Molybdenum 표적핵에 중성자를 조사하는 것으로 이를 통해 Mo-99를 장기적으로 신뢰성있고 연속적으로 공급할 수 있다.

BWXT사는 2018년 6월 20일 OPG사의 자회사인 CNP사(Canadian Nuclear Partners)를 중성자 조사서비스(irradiation service) 기관으로 선정했다면서 현재 세부조건을 협의하고 있다고 밝혔다.

의료용 방사성동위원소 표적핵을 Darlington 원전이 가동 중일 때 원자로에 삽입하거나 회수할 수 있어서 Mo-99를 연속적으로 공급할 수 있다. 천연우라늄 핵연료를 사용하는 CANDU 원자로를 Mo-99 생산에 사용하면 농축우라늄 표적핵을 조사해서 Mo-99를 생산하던 기존 방식에 대비할 때  핵확산 위험도 배제할 수 있다. 규제당국의 승인 시기에 따라 달라질 수 있지만 실제 Mo-99 생산의 2019년 말에 시작될 수 있을 것으로 예상된다.

Mo-99은 의료용영상 획득을 위해 세계적으로 가장 널리 사용되는 방사선핵종인 Tc-99m을 생성하는데 사용된다. Tc-99m과 Mo-99은 모두 짧은 반감기를 갖고 있어서 생산한 후 신속히 사용해야 한다. 따라서 안정적인 공급체계가 필요하다. Mo-99는 주로 일부 연구로에서 생산되어 왔으며 캐나다 NRU 연구로가 2018년 퇴역을 앞두고 영구정지한 2016년 이후 북미지역에는 지역 내 대규모생산자가 없어 수급이 불안정한 상태였다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 대형 상용원전,의료용 방사성동위원소,핵확산 위험 2. large-scale commercial nuclear power plant,medical isotope,proliferation risk

러시아 국영원자력회사인 Rosatom과 V4G4 Centre of Excellence(이하 V4G4 Centre)는 러시아의  MBIR(Multi-Purpose Research Reactor)을 중심으로 하는 IRC( International Research Centre)와 연구참여를 위한 양해각서에 서명했다고 2017년 6월 26일 밝혔다. MBIR은 Dimitrovgrad에 있는 NIIAR( Research Institute of Atomic Reactors)에 건설되고 있다.

IRC는 MBIR 원자로 사용시간 배분을 조정하며 협력연구를 위한 플랫폼을 제공하게 된다. IRC는 고속증식로 분야 세계 최고의 중심이 되는 것을 목표로 하고 있다. 이번 양해각서는 IAEA, 러시아 정부 및 Rosatom이 공동 후원하여 Yekaterinburg에서 개최된 FR-17(International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles)에서 서명되었다.

V4G4 Centre는 2013년 체코, 헝가리, 폴란드 및 슬로바키아의 원자력산업연구기관 및 엔지니어링 회사들이 설립하였다. 슬로바키아에 있는 V4G4는 체코의 ÚJV Rež, 헝가리의 Academy of Sciences Centre for Energy Research (MTA EK), 폴란드의 National Centre for Nuclear Research 및 슬로바키아의 엔지니어링 회사인 VUJE가 공동 설립하였다.
MBIR은 2015년 9월부터 NIIAR에 건설되고 있으며 2020년 준공될 예정이다. 열출력 150MWt급으로 냉각재로는 나트륨을 사용하며 VMOX(vibro-packed mixed-oxide) 연료를 사용하다. VMOX 연료는 소결체 형태가 아닌 우라늄-플루토늄 혼합산화물 분말과 새로운 우라늄 산화물 분말을 직접 핵연료집합체 피복관에 장입한 혼합산화물연료의 러시아산 변종이다. MBIR은 4세대 고속중성자로에 들어갈 재료시험에 사용될 예정이다.

IRC는 이미 체코, 대한민국, 남아공 및 미국과 협력협정을 맺고 있으며 카자흐스탄, 프랑스, 중국 및 일본에 자문을 제공하고 있다. 올 6월 초 VEB(Vneshekonombank)과 Rosatom은 IRC 및 MBIR 지원을 위한 협력협정에 서명한 바 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 다목적 연구로, 고속증식로, 4세대 고속중성자로 2. MBIR(Multi-Purpose Research Reactor), Fast Breeder, Generation IV fast neutron reactor