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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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

코넬대학교 대학도서관는 자신들이 운영하고 있는 arXiv 리포지터리를 운영하는 자금 기반을 확장할 수 있도록 지원을 요청하였다. arXiv는 연구자들이 출판전논문(preprint)를 저장하여 연구결과를 빨리 유포할 수 있도록 하는 기능을 한다. 현재 포괄하는 주제 분야에는 물리학, 수학, 통계햑, 컴퓨터공학 등등이 있다. 현재 arXiv를 운영하는 비용의 대부분은 운영주체인 코넬대학도서관이 내고 있다. 또한 이용이 많은 상위 25개 기관이 지원을 한다. 코넬대학도서관이 쓰고 있는 arXiv 운영 예산은 도서관의 물리학과 천문학 장서 예산과 맞먹는다고 한다. 현재 지원하고 있는 기관은 다음과 같다. * California Institute of Technology * University of California, Berkeley * University of Cambridge (UK) * CERN - European Organization for Nuclear Research (Switzerland) * CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique (France) * Columbia University * DESY - Deutsches Elektronen-Synchrotron (Germany) * Durham University (UK) * ETH Zurich - Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (Switzerland) * Fermilab * Harvard University * University of Illinois at Urbana-Champaign * Imperial College London (UK) * Los Alamos National Laboratory * Massachusetts Institute of Technology * Max Planck Society (Germany) * University of Michigan * University of Oxford (UK) * University of Pennsylvania * Princeton University * SLAC National Accelerator Laboratory * Texas A&M University 평균 1개월 동안 arXiv 이용자는 40만 명, 다운로드 횟수는 250만 번이다. arXiv는 다른 학술커뮤니케이션 자원과 연계되어 있다. INSPIRE, CERN, DESY, SLAC, FermiLab, 하버드대학 천체물리학데이터시스템 등이 있다. 코넬대학도서관은 이번에 요청하고 있는 다른 기관의 지원이라는 방법이 단기 전략에 불과하다고 말하고 있다. 새로운 비즈니스모델에 대한 궁금증을 해소할 수 있도록 <a href="http://arxiv.org/help/support/faq" target=_blank><u>http://arxiv.org/help/support/faq</u></a>에서 FAQ를 제공되고 있다. 또한 비즈니스모델에 대한 백서가 <a href="http://arxiv.org/help/support/whitepaper" target=_blank><u>http://arxiv.org/help/support/whitepaper</u></a>에서 제공되어 있다.

• 저자 : KISTI 정보서비스 동향지식 포털
• Keyword : 1. 주제리포지터리; 운영자금; 물리학; 악시브 2. subject repository; operational funding; physics; arxiv

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

캐나다 원자력발전회사인 Bruce Power사는 Bruce 원전 8호기에 의료등급의 코발트를 설치할 예정이어서 Bruce 원전 5~8호기까지 모두 세계적으로 뇌종양 치료에 사용되는 고 비방사능(HSA, high specific activity) 코발트를 생산하게 될 전망이다.

HSA 코발트는 종래의 뇌수술이나 방사선치료를 대체하고 있는데 종양이나 다른 부위에 감마방사선을 집중시킬 수 있어 특수한 비외과적 처치에 활용된다. 건강한 신체조직에 피해를 최소화할 수 있으며 종래의 처치법 대비 부작용도 줄일 수 있는 장점이 있다.

Bruce 원전 8호기는 2018년 9월 1일 대규모 설비개선을 위한 계획정비에 들어갔으며 이 정비기간 중에 HSA 코발트 생산용 봉을 원자로 내에 설치할 예정이다. 이번 정비는 수명연장 프로그램의 일환이며 이를 통해 운영기간을 2064년까지 연장할 수 있게 된다.

Bruce Power 측은 HSA 코발트 처치법은 혁신적인 신의료기술 중 첨단이며 자사가 생명을 구하는 방사선 요법에 기여하고 있다고 밝혔다. 또한 오랜 기간 코발트-60을 공급해 왔다면서 전세계 인류의 건강 증진에도 큰 기여를 하고 있다고 밝혔다.

Bruce Power사는 Ac2orn(Advocacy for Canadian Childhood Oncology Research Network)이 초청받아 개최된 2018년 8월 31일 토론토 증시 개막행사에도 참여해 소아암과 싸우는 기관으로서의 위상을 높였다. 의료용 방사성동위원소 개발을 목적으로 하는 캐나다방사성동위원소협회(Canadian Nuclear Isotope Council) 발족도 도운 Bruce Power사는 소아 및 청소년 암 처치를 위해 방사성동위원소 생산에 앞장서고 있다.

2010년대 들어 10,000명 이상의 19세 이하 캐나다 청소년 및 소아가 암 판정을 받고 있으며 최근 북미에서 소아기 암이 소아기에 가장 위험성이 높은 암 부문에서 백혈병을 앞서게 된 것으로 알려졌다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 고 비방사능,방사선 요법,청소년기 암 2. HSA(high specific activity),radiation therapy,adolescent cancer

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

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

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