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美 Idaho국립연구소, 재료시험로 운영 재개

미국 에너지부(DOE, Department of Energy) 산하 Idaho 국립연구소에 있는 시험로(test reactor)가 20년 이상의 대기 상태를 마치고 지난 11월 15일 재가동한 것으로 알려졌다. 극한조건 하에서 핵연료와 재질을 시험하는데 사용된 이 TREAT(Transient Reactor Test Facility) 시설은 1994년 가동을 중지한 이래 지금까지 그 상태로 유지돼 왔다.

원자력에너지 전문매체인 World Nuclear News 보도에 따르면 TREAT 시설은 상용로에서 구현되는 조건보다 5배 강력한 에너지 과도 상태를 만들어 낼 수 있다. 따라서 모사된 사고상황의 극한조건 하에서의 핵연료 성능시험과 같은 시험이 가능하여 혁신적인 핵연료 주기 개발을 위한 핵심 연구인프라 역할을 한다. 

DOE 측은 이 과도상태 시험시설을 복구하기로 한 결정은 미국의 원자력 기술개발 능력을 다시 부활시켜 첨단 원자력 기술개발 분야에서 미국의 리더쉽을 유지하려는 노력의 일환이라고 밝혔다.

DOE는 2013년 더 안전하고 효율이 높은 신규 첨단 핵연료를 개발하기 위해 핵 과도상태를 시험할 수 있는 설비와 능력을 복구할 것을 제안한 바 있다. 이에 따라 TREAT 시설의 재가동을 결정한 것이다. 광범위한 검사, 설비 개선, 평가프로그램 운영 및 저출력에서의 시험운영을 거쳐 이 시설이 비로소 복구됐다. 가동 재개는 원 계획보다 12개월 빨리 이뤄진 것이며 소요비용도 원래 예상했던 미화 7500만 달러 보다 훨씬 적은 2000만 달러가 소요됐다.

TREAT 시설은 Idaho 국립연구소에 있는 재질연료 복합시설(Materials and Fuels Complex)의 일부다. 이 복합시설은 1959년부터 운영된 원자력에너지시스템 관련 선진기술 개발센터이며 1994년에 운영을 정지하여 대기상태를 유지할 때까지 수 천회에 걸쳐 시험을 위한 과도상태를 만들어 낸 바 있다.

정상상태(steady-state) 열출력 100 kWt, 최대 과도상태 출력 19 GWt인 이 원자로 시설은 단순한 형태의 공냉식 원자로다. 시험대상을 원자로 안에 설치하고 원자로 가상 사고조건 하에서 실시간 감시가 가능하여 연구자들이 원자로 내의 핵연료 및 재질에 대한 적절한 안전 한계치를 결정할 수 있다.

INL은 현재 TREAT 시설에 대한 정규운영을 준비하고 있으며 2018년부터는 핵연료 과도상태 시험을 시작할 예정이다.

김소연 기자  ksy@knpnews.com

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