미래창조과학부(장관 최문기)는 한국원자력연구원(원장 정연호)이 부산시 기장군에 건설하고 있는 수출용 신형 연구로(가칭 기장 연구로)에서 사용하기 위해 개발 중인 U-Mo(우라늄-몰리브덴 합금) 판형 핵연료 성능 검증을 위한 연구를 미국 에너지부(DOE) 산하 아이다호국립연구소(INL)와 함께 수행하기로 했다고 2일 밝혔다. 이를 위해 원자력연구원은 미국 INL에서 공동연구 계약을 체결했다.
이에 따라 양 기관은 우리나라의 하나로(HANARO) 연구로와 미국의 ATR(Advanced Test Reactor) 연구로를 이용해 원자력연구원의 독자적 기술인 원심분무 핵연료 분말 제조 기술로 제조된 U-Mo 판형 핵연료의 성능을 검증할 예정이다.
총 2단계로 진행될 공동연구 중 이번에 계약한 1단계 연구를 통해 핵연료 조사시험을 위한 예비 분석 및 개념설계를 수행한다. 특히 2014부터 착수해 2017년까지 수행하는 2단계 연구를 통해 원자로 장전 조사시험 및 조사후시험을 수행할 예정이다.
이를 통해 U-Mo 핵연료를 세계 최초로 적용할 기장 연구로의 운영 허가를 위한 핵연료 연소시험 자료와 U-Mo 판형 핵연료의 제조 인허가를 위한 자료를 생산할 계획이다.
특히 미국 에너지부는 올해 중 추가 협정을 통해 이번 연구비의 일부를 분담할 계획이다. 국내 독자적인 신기술을 적용한 U-Mo 핵연료의 성능 검증에 미국이 적극 참여하기로 한 것은 연구로 핵연료의 우라늄 농축도를 낮춤으로써 핵확산저항성을 획기적으로 강화할 수 있는 고밀도 저농축 연구로 핵연료 기술의 우수성을 다시 한 번 확인한 것으로 평가된다.
원자력연구원은 단위 부피당 우라늄 밀도를 높인 농축도 20% 이하의 저농축 우라늄(LEU)으로도 고성능을 낼 수 있는 원심분무 핵연료 분말 제조 기술을 세계 최초로 창안했으며 핵확산 방지를 위한 원천 기술로 국제사회의 인정을 받고 있다.
특히 지난해 개최된 서울 핵안보정상회의에서는 이 기술을 활용해 한국, 미국, 프랑스, 벨기에 4개국이 전세계의 HEU(고농축 우라늄) 사용 연구로를 LEU로 전환하기 위한 공동 프로그램에 합의한 바 있다.
또한 이번 공동연구가 기장 연구로의 성공적인 건설·가동에 이바지함으로써 △핵의학 진단 및 치료에 필수적인 방사성 동위원소의 국내 수급 안정 △동위원소 수출산업화를 통한 국민 건강 증진과 신산업 창출 등에 기여할 것으로 기대된다.
원자력연구원은 우리나라가 고밀도 저농축 U-Mo 핵연료 제조가 가능한 원심분무 제조 기술을 세계에서 유일하게 보유하고 있을 뿐만 아니라 향후 기장 연구로 설계·건설 후 세계 최초로 U-Mo 핵연료를 적용함으로써 세계 연구로 시장의 주요 공급국으로서의 위상을 강화하는 것은 물론 세계 각국이 운영 중인 기존 연구로에 우리 기술로 만든 U-Mo 핵연료를 수출할 수 있을 것으로 전망했다.