원자력연, 건식저장시설 모사한 열시험장치 제작
내부 온도 정확히 산출..안전 관리 기여
사용후핵연료 저장시설의 내부 온도를 안전하고 정확하게 파악할 수 있는 열시험 장치가 개발했다.
한국원자력연구원은 사용후핵연료 건식 저장시설 환경을 모사한 '열시험장치'를 개발했다고 20일 밝혔다.
사용후핵연료 저장시설 내부는 방사성물질이 있어 실제 온도 측정이 쉽지 않아 정확한 핵연료 모니터링이 어렵다. 국내에서 사용후핵연료를 안전하게 보관하기 위한 방안으로 건식 저장시설을 준비하고 있다.
건식저장시설은 사용후핵연료를 보관하는 1차 차폐 용기인 캐니스터에 사용후핵연료와 열을 순환시키는 헬륨가스를 넣어 운영한다.
연구팀은 우선 모의 핵연료봉 내부에 전기장치(히터)를 삽입해 만든 발열 모의 히터봉 236개를 이용해 실제 핵연료집합체와 유사한 모의 사용후핵연료 집합체를 제작했다.
이어 내부에 헬륨을 공급하는 외부 기계와 캐니스터를 연결해 건식 저장시스템을 구현했다. 모의 핵연료봉에는 온도를 측정할 수 있는 열전대를 부착해 바깥에서도 건식 저장 시스템 내부 온도를 측정할 수 있게 했다. 헬륨은 조그마한 틈에도 외부로 누출되기 쉬워 완벽하게 밀폐해야 정상적인 실험이 가능하다.
연구팀은 모의 핵연료집합체의 발열을 조절하며 핵연료 피복관 온도가 어떻게 바뀌는지 측정하고, 외부 온도도 함께 측정해 외부 온도와 핵연료 내부 온도의 상관 관계를 파악했다. 건식 저장 중인 저장시스템의 외부 표면 온도를 기준으로 내부 사용후핵연료의 온도를 정확하게 파악할 수 있게 됐다. 또 캐니스터 내부에 80개의 열전대와 히터 236개에 달린 전기선을 외부로 빼면서도 빈틈을 완벽히 차단할 수 있는 캐니스터 뚜껑도 자체 제작했다.
유승환 책임연구원은 "건식 저장 중인 사용후핵연료의 온도를 안전하고 정확하게 파악할 수 있는 기술"이라며 "앞으로 해당 시험 장치를 이용해 다양한 열시험을 진행할 예정"이라고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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