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중국 고온 가스 냉각로 핵연료 부품, 국제 권위적 검증 통과
  • 등록일2015.01.16
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중국 국가 과학기술 중대 프로젝트 지원으로 연구개발된 고온 가스 냉각로 핵연료 부품이 2014년 12월 30일 네델란드 페텐(Petten)에서 검증을 성공적으로 통과하였으며 각종 지표는 국제 선진 수준에 달하였다. 이는 중국 완전 지적재산권을 가진 핵연료 부품이 기술에서 공정까지 모두 성공하였음을 의미한다. 이번 검증에 사용된 연료 부품은 칭화대학교 원자력연구원의 연간 구형 연료 부품 생산량이 10만 톤에 달하는 시험 생산 라인에서 생산한 것이며 고온 가스 냉각로 구형 연료 부품의 생산 설비, 공정과정은 모두 칭화대학교에서 자체적으로 연구개발하고 설계한 것이다.

네델란드 NRG (Nuclear Research & Consultancy Group)는 원자력 분야에서 독립적이고 전문적인 검증 및 검측을 진행하는 권위적 기관이다. 2012년 9월 8일부터 시작한 이번 검증은 5개의 랜덤 샘플링 연료 부품을 초고속 원자로에서 13사이클의 방사성원소를 투사시켰으며 유효 전체 출력(full power) 운전일은 351일에 이르렀다. 연료 부품 중심의 평균 온도는 1,050섭씨온도, 연료 소모의 최대치는 매일 11.3만 메가와트에 달해 원자로 실제 가동 시 연료 부품의 연료 소모 최대치보다 높다. 핵분열 가스 방출 비율은 10-9수준을 유지하여 설계 기준을 훨씬 초과하였다.

고온 가스 냉각로 연료 부품은 초고순도의 흑연이 둘러싸인 구형 구조이며 직경은 약 6 센티미터이다. 흑연구에는 약 1만 2천 개의 미세한 피복연료입자가 분포되어 있으며, 각각 입자 직경은 1밀리미터 미만이다. 열분해 탄소층, 탄화규소층 등 여러 층의 피복이 있어 이산화 우라늄 핵연료 코어(core)를 보호한다. 이렇게 겹겹으로 피복하는 기술 및 공법은 고온 가스 냉각로 원자력 발전소의 고유안전을 보장하는 중요한 기술 기반으로서 핵연료의 방사성 확산을 방지할 수 있다.

고온 가스 냉각로는 제4세대 원자력 시스템의 안전 특성을 가지고 있는 신형 원자로이다. 중국은 해당 영역에서 국제적 지위를 유지하고 있다. 중국 국가 과학기술 중대 프로젝트의 지원에 의해, 중국은 현재 산둥(山東) 룽청(榮成)에서 세계 첫 번째 20만 키로와트급 고온 가스 냉각로 원자력 발전소 시범 사업을 추진 중이다. 해당 시범사업은 2012년 말 착공하였고 토목 건축 공사는 이미 2/3 정도 완성하였으며, 2015년 6월 말부터 nuclear island equipment를 설치할 예정이며, 2017년 말, 정식 발전을 진행할 예정이다. 동 시범사업에 연료를 공급하기 위하여 국가 과학기술 중대 프로젝트는 연료 부품 생산 라인 프로젝트도 지원하였다.

네이멍구(内蒙古) 바오터우(包頭)에 위치한 이 프로젝트의 구형 연료 부품 설계 생산 능력은 연간 30만 개이며, 칭화대학교 원자력연구원에서 제공한 핵심 기술을 사용하며, 중국북방핵연료요소 회사(中核北方核燃料元件有限公司)에서 건설 및 운영을 담당한다. 동 생산 라인은 2013년 3월 정식으로 착공하여 공장 건설 및 설비 세팅을 끝마친 상태이며, 2014년 12월 10일 흑연 매트릭스 분말 생산기술 테스트를 진행하였고 연료 부품 생산 라인은 점차 생산 단계로 진입하였다.

정보출처 : http://www.most.gov.cn/kjbgz/201501/t20150108_117352.htm