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중수로 사용후핵연료 대용량 운반용기 개발
원자력연, 기존의 3배 용량…우수한 성능 및 안전성 입증
2024년 02월 08일 (목) 백광열 elenews@chol.com

중수로 사용후핵연료를 안전하게 운반할 수 있는 대용량 운반용기가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국원자력연구원 운반저장기술개발연구실은 원자력 엔지니어링 전문기업인 ㈜코네스코퍼레이션, 원전설비 전문 제작업체인 ㈜무진기연과 함께 한 번에 360다발의 중수로 사용후핵연료를 운반할 수 있는 대용량 운반용기 ‘KTC-360’ 개발에 성공했다.

현재 우리나라는 경수로와 중수로 사용후핵연료를 원전 부지 내의 습식저장조와 건식저장시설에 보관 중이다.

하지만 이는 임시보관일뿐 중간저장시설을 거쳐 최종 처분장으로 안전하게 이송해 처분해야 한다.

정부의 ‘고준위방사성폐기물 관리 기본계획’에 따르면 2040년대 중반 중간저장시설이 건설되면 원전 부지 내 임시보관 중인 사용후핵연료는 단계적으로 중간저장시설로 운반되며, 이 과정에서 중수로 사용후핵연료가 경수로 사용후핵연료보다 먼저 운반될 예정이다.

저장과정에서 구조적 건전성이 떨어진 사용후핵연료를 안전하게 운반하는 것은 전 세계적인 주요 관심사 중의 하나다.

운반과정에서 사용후핵연료가 받는 영향에 대한 안전성 평가뿐만 아니라 운반비용을 절감하고 운반 효율성을 높이기 위해서는 대용량 용기를 개발하는 것이 중요하다.

이번에 샤롭게 개발된 대용량 운반용기 ‘KTC-360’은 기존의 월성 원전에서 사용하고 있는 운반용기인 ‘H-STAR63’보다 운반용량이 3배 증가했는데 한 번에 안전하게 운반할 수 있는 용량을 기존의 120다발에서 360다발로 늘렸다.

연구팀은 운반용기의 크기, 중량, 재료적 특성 등을 고려해 운반용량을 늘릴 수 있는 최적의 설계조건을 찾았다.

기존에는 사용후핵연료 60다발이 담긴 바스켓을 1열 2단까지만 적재할 수 있었던데 반해 이번에 개발된 용기는 2열 3단까지 적재해도 안전하다.

신규 운반용기는 설계부터 안전성 해석, 시험평가 및 제작성 검증 등 6년간의 긴 개발과정을 거쳐 인허가까지 마쳤으며 특히, 인허가 과정에서 낙하, 화재, 침수 등의 가혹한 조건에서도 우수한 성능과 안전성을 입증했다.

원자력연구원은 향후 ‘KTC-360’의 개발과정에서 취득한 노하우와 특허, 운반용기설계승인서 사용권에 대한 기술이전을 추진할 예정인데 앞으로 우리나라에 건설될 사용후핵연료 중가저장시설에 이번 운반용기가 사용되면 운반사업 비용을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

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