원자력발전소 사용후 핵연료의 무단 전용을 감시하기 위한 새로운 안전조치 방법을 개발하는데 국내 연구진이 보유한 기술이 활용된다.

한국원자력연구원(원장 양명승)은 김호동 박사팀이 개발한 ‘사용후핵연료 집합체 내부 위치별 중성자 측정기술’을 미국 로렌스리버모어국립연구소(LLNL, Lawrence Livermore National Laboratory)에 제공하기로 하고 기술수출 계약을 맺었다고 지난달30일 밝혔다.

계약 조건은 6개월 간 1만2500달러에 1단계 타당성 연구를 진행하는 것으로, 1단계 연구 결과를 바탕으로 향후 협력을 확대한다는 내용이다.

‘사용후핵연료 집합체 내부 위치별 중성자 측정기술’은 김 박사팀이 교육과학기술부 원자력연구개발사업의 일환으로 지난 2003년 개발을 완료했으며, 사용후 핵연료 집합체의 제어봉 유도관 내에 중성자 검출기와 캘리포니움(Cf-252) 선원을 삽입한 뒤 둘 간의 거리를 변화시키면서 중성자 세기의 감쇠비율을 측정해 집합체의 핵임계도를 결정하는 기술이다.

핵연료 집합체 제어봉 유도관은 지름 12.8㎜에 불과한데 김 박사팀은 직경 6.3㎜의 초소형 중성자 검출기를 9.5㎜ 튜브 내에 장착하고, 이를 제어봉 유도관에 삽입해 집합체 내부의 위치별로 중성자의 세기를 정밀하게 측정할 수 있는 무인자동측정시스템을 구축한 바 있다.

LLNL은 이 측정 장치를 원자력발전소 임시 저장조 내에 보관돼 있는 사용후 핵연료 집합체의 일부 핵연료봉을 전용했는지를 검사하는 기술의 실험적 검증에 활용할 것으로 알려졌다.

사용후 핵연료 집합체내의 핵연료봉 일부를 빼낸 뒤 가짜(dummy) 핵연료봉을 채워 넣는 경우, 이 기술을 이용해서 집합체 위치별 중성자 세기를 측정해 상호 불균형을 감지함으로써 전용 여부를 판별하려는 것이다.

신희성 한국원자력연구원 핵주기개발전략연구부 책임연구원은 “사용후핵연료 집합체 내부 위치별 중성자 측정기술을 활용하면 약 10m 깊이의 수조 속에 보관되고 있는 사용후 핵연료 집합체의 위치별 중성자 세기를 정확하게 측정할 수 있다”며 “이 장치를 활용해 LLNL의 새로운 사용후 핵연료 전용감시기술을 실험적으로 검증하고 실용화하면 국제원자력기구(IAEA)의 핵 비확산을 위한 안전조치 활동에 크게 기여하게 될 것”이라고 밝혔다.