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원자력硏, 폐원자로 속 금속 용융물 특정 구조 규명


입력 2019.07.30 15:37 수정 2019.07.30 15:37        조재학 기자
임상호 박사가 우라늄-지르코늄 산화물 샘플 데이터를 분석하고 있다.ⓒ한국원자력연구원 임상호 박사가 우라늄-지르코늄 산화물 샘플 데이터를 분석하고 있다.ⓒ한국원자력연구원

한국원자력연구원은 임상호‧이정묵 방사화학연구실 박사팀이 우라늄과 지르코늄의 합성 산화물을 이용한 폐 원자로 속 금속 용융물의 특정 구조를 규명하는 데 성공했다고 30일 밝혔다.

원전의 안전한 해체가 원자력 산업 시장의 새로운 화두로 떠오른 가운데 임 박사팀의 연구 성과는 폐 원자로의 유해성에 대한 정확한 정보를 제공해 줄 것으로 평가받는다.

원전 가동으로 발생하는 고온의 열에 의해 원자로를 구성하는 핵연료와 피복관, 금속 구조재 간에는 용융(고체가 액체 상태로 녹아 있는 것)현상이 발생한다. 이에 따라 수명이 다한 원자로 내벽에는 다수의 금속 용융물이 남게 된다.

원자로의 해체에 앞서 이들 금속 용융물의 특성을 정확히 파악하는 것은 곧 안전한 해체 공정의 출발점이라는 게 연구원의 설명이다.

연구성과의 핵심은 용융물에 대한 ‘새로운 분석 방법론에 따른 구조 규명’이다.

임 박사팀은 원자로 내 금속 용융물과 동일한 물성을 지닌 우라늄-지르코늄 산화물을 대상으로 라만분광법을 적용했다. 이를 바탕으로 산화물의 특정 구조를 처음으로 확인했다. 이 발견은 특정 구조가 지르코늄 원자 1개 당 8개의 산소 원자가 콤플렉스 형태로 결합된 것임을 규명한 연세대학교 측의 후속 연구 성과로도 이어졌다.

임상호 박사는 “중대사고 원자로에 생성되는 용융물에 대한 기초 정보가 부족하다”며 “이번 연구를 통해 전 세계적으로 후속 조치를 논의 중인 후쿠시마 원전을 비롯한 중대사고 원자로 용융물 케이스에 대한 정보 획득의 전기를 마련하게 됐다”고 말했다.

한편, 연구 결과는 원자력분야 최고 학술지인 ‘인터내셔널 저널 오브 에너지 리서치 (International Journal of Energy Research)’ 6월 25일자에 표지논문으로 실렸다.

조재학 기자 (2jh@dailian.co.kr)
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