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
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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

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

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

2008년 10월 24일, 중국은 국가 핵 기술 연구개발 센터를 정식으로 건립하였다. 이 센터는 국가 핵 발전 기술 연구 공사(SNPTC:State Nuclear Power Technology Corporation Ltd.)와  칭화(清华) 대학교가 합작한 산·학·연이 공동으로 구성하는 연구 기관이다. 이 연구 개발 센터의 출자 조인식과 현판 수여식은 칭화 대학교 본관에서 성대하게 이루어 졌으며 이 센터는 “중국의 초대형 가압수로 원자로 발전 시설 건립 특별 사업을 위한 기술 개발” 을 목표로 하고 있다.

 

국가 핵 발전 기술 연구 공사(SNPTC)와 칭화(清华) 대학교가 공동으로 건립 된 이번 국가 핵 기술 연구 개발 센터는 연구 개발 센터는 칭화 대학교 부속 핵 에너지 및 신에너지 기술 연구원이 있는 베이징 근교 창핑(昌平)기지에 위치하며 다소 독립적으로 건설 되었다.

 

관련 사업 규정에 의하면 국가 핵 발전 기술 연구 센터는 국가 핵 발전과 칭화(清华) 대학교의 핵 기술 연구 및 개발 방면의 우수성을 조합하여 국가 첨단 대형 발전 기지를 건설을 위한 주요 기술 및 과제에 대한 문제를 연구하는 업무를 담당하게 된다. 중국 핵 발전 전략에 관한 관련 책임자에 따르면 중국은 그 동안 핵 에너지분야에 발전과 진전이 있었으며 이번 연구 개발 센터는 제4세대 핵 에너지 연구 개발의 사업을 담당 할 것이라고 했다.

 

국가 핵 발전 사업은 중국이 제3세대 핵 에너지 개발에 대한 기술 흡수를 바탕으로 건설 공정 그리고 자주 발전을 실현 할 수 있는 핵심 사항과 연구 개발을 대표하는 것이며 미래 지향적인 대형 가압수형 원자로 기술을 위한 특별 사업의 중심에 있다. 칭화(清华)대학 핵 기술 연구원, 공정 물리학과를 주축으로 한 핵 기술 역량은 중국 핵 에너지 분야의 중요한 핵심이며 핵 기술 연구 개발 분야에서 많은 성과를 거두고 있다.

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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Dominion Energy사는 GEH사(GE Hitachi Nuclear Energy)가 개발하고 있는 소형모듈형원자로(SMR, small modular reactor)인 BWRX-300의 상용화에 자금을 대기로 했다고 GEH사 측이 2018년 5월 21일 밝혔다. 이 300 MWe급 원자로는 GEH사의 1,520 MWe급 ESBWR(Economic Simplified Boiling Water Reactor) 설계에서 파생된 것이다.

GEH사 측은 Dominion사가 투자하기로 결정했다고 하면서도 정확한 투자규모에 대해서는 밝히지 않았다. BWRX-300 원자로는 원자력산업계의 장기적인 숙원을 반영하여 신규원전의 경제성을 획기적으로 향상시킨 원자로라고 밝혔다. 현행 경수로(LWR, light water reactor)와 비교할 때 더 효율적이며 단순하고 안전하며 건설도 용이하다고 덧붙였다.

GEH사 측에 따르면 BWRX-300는 이미 2014년 미 원자력규제위원회(NRC)로부터 설계인증(DC, design certification)를 받은 ESBWR 원전으로부터 설계와 인허가전략에 대한 영향을 받았다. BWRX-300는 다른 수냉식 SMR이나 기존 대형 원전에 대비할 때 단위 용량 당 60% 가량의 건설비 감소를 목표로 개발을 추진되었다. 이렇게 되면 복합사이클 가스발전이나 신재생에너지와도 가격면에서 경쟁력을 갖출 수 있게 된다.

Dominion Energy사 측은 원자력발전이 경제성장을 뒷받침하기 위해 청정하고 신뢰성 있으며 가격경쟁력 있는 전력을 공급하는데 필수적인 역할을 해야한다고 믿고 있으며 BWRX-300가 충분한 시장 경쟁력을 갖추고 있다고 확신한다고 밝혔다.

NRC는 2015년 Michigan 주에 DTE Energy사가 Fermi 원전 3호기로 1기의 ESBWR을 건설하려는 건설운영복합인허가(COL, combined construction and operating licence)을 승인한 바 있다. ESBWR은 또한 Dominion Virginia Power 사가 Virginia 주 North Anna 원전 3호기 잠정후보노형으로 선정되기도 했다. 이 신규원전에 대한 COL은 2017년 발급된 바 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 소형모듈형원자로,ESBWR,건설비 2. SMR(small modular reactor),ESBWR(Economic Simplified Boiling Water Reactor),capital cost

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

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)

미국 신규원전 프로젝트인 Vogtle 신규원전에 첫 번째 원자로냉각재펌프(RCP, reactor coolant pump)가 설치를 위해 인양됨으로써 미국 내 AP1000형 원자로 건설 프로젝트에 새로운 핵심마일스톤을 달성하게 되었다. 무게가 각각 170 톤에 달하는 4대의 RCP 중 첫 번째 펌프는 현재 Georgia주 Waynesboro 인근에 있는 Vogtle 원전 3호기 격납건물 안에 있다.

RCP는 증기발생기에 장착될 예정이며 증기발생기의 물을 원자로 압력용기로 순환시켜 원자력발전소 안전운전을 위해 충분한 열을 전달함으로써 원자로냉각재계통(RCS, reactor coolant system)에서 핵심적인 역할을 수행하게 된다.

Vogtle 3호기에서 진행된 다른 마일스톤에는 격납건물 외벽을 따라 차폐건물 판넬 설치를 완료한 것이 있는데 이는 거의 절반이 철로 되어 있으며 이로써 콘크리트 건물이 제자리를 잡게 되었다. 격납건물 내 운전 데크를 구성하는 최종 모듈도 현재 설치가 완료된 상태다.

Vogtle 4호기에서는 60여 시간에 걸쳐 원자로 격납건물 내에 1,500 입방미터에 달하는 콘크리트 타설이 이뤄졌는데 이는 증기발생기와 가압기를 설치하기 위한 준비의 일환이다.

Vogtle 원전 3호기 건설은 지난 2013년 3월 착수되었고 4호기는 같은 해 11월에 착수된 바 있다. 모두 Southern Company의 자회사인 Southern Nuclear사 및 Georgia Power사가 Westinghouse사의 부도에 따라 건설프로젝트 관리를 지난 해 맡게 되었다. 한편, Vogtle 3호기는 현재 계획으로는 2021년 11월, 4호기는 2022년 11월에 상업운전이 가능할 것으로 전망된다.

첫 RCP 설치가 진행됨에 따라 원자로공급사인 Westinghouse사의 부도에 따라 주춤했던 Vogtle 3,4호기 신규원전건설 프로젝트가 추진에 탄력을 받으면서 새로운 전기를 맞고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 건설프로젝트, 원자로냉각재펌프, 증기발생기 2. construction project, RCP(reactor coolant pump), steam generator