원자력연, 장기 정지 원전 설비 건전성 평가 신기술 개발

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국원자력연구원은 장기 정지 원전의 2차 계통 설비가 대기 환경에 노출되면서 발생하는 부식 정도를 감시시편을 활용해 정확하게 측정하는 기술 개발에 성공했다고 22일 밝혔다.

금속의 부식률은 일반적으로 표면에 산화막이 형성되면서 생긴 중량 변화로 측정한다. 하지만 원전 설비는 중량 변화 측정이 불가능해 설비 표면에서 시료를 직접 채취해 부식 정도를 추정해왔다.

이 경우 원전 운전 중 이미 생성된 산화막으로 인해 정지 이후 대기 노출로 추가 발생한 산화물을 시료에서 명확히 구분하기 어렵다.

원자력연 재료안전기술연구부 전순혁·하성준 박사 연구팀은 원전 2차 계통 배관재로 사용되는 탄소강을 기반으로 정상 운전 시 생성되는 산화막을 산화 공정을 통해 인위적으로 형성한 감시시편을 개발했다.

이 시편을 원전 정지 후 건식관리 중인 설비 내부에 일정 기간 붙인 뒤 중량 증가를 측정하면 부식률을 정량적으로 환산할 수 있다.

이 기술은 시료를 직접 채취하는 기존 방식과 달리 설비 원형에 영향을 주지 않고 원전 정지 후 발생한 대기부식만 정확히 구분해 측정할 수 있는 장점이 있다.

또 다양한 위치에 설치된 감시시편을 통해 부식 특성을 체계적으로 추적할 수 있어 설비별 맞춤형 유지관리 기준 및 전략 수립에도 활용될 수 있다.

연구팀은 이번 기술을 최근 계속운전 심사를 통과한 고리 2호기와 계속운전 심사가 진행 중인 고리 3호기에 적용해 실증을 마쳤다.

김동진 재료안전기술연구부장은 "이번 기술은 기존 방식의 한계를 극복하고 원전 2차 계통의 실제 부식 상태를 반영한 새로운 평가 기술"이라며 "국내 원전의 계속운전 추세에 발맞춰 설비의 체계적인 유지관리를 통해 건전성을 강화하는데 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구는 기후에너지환경부 가동원전 안전성향상 핵심기술개발 사업의 지원을 받아 수행됐다. 성과는 원자력 분야 국제 학술지 '원자력공학 및 설계(Nuclear Engineering and Design)'에 온라인 게재됐다.

jongseo12@news1.kr