원자력연, 레이저 분광기술 이용 고감도·실시간 검지 기술 개발

중수형 원자력발전소는 중수를 냉각재와 감속재로 사용한다.

중수는 원자로 내에서 생성된 방사성 물질인 삼중수소(트리튬·Tritium)를 함유하고 있어 다량으로 누설될 경우 종사자 피폭이나 원전 정지의 위험 요인이 되고 있다. 이에 따라 중수 누설을 조기에 파악하고 원인을 해결하는 것이 중수형 원전의 안전에 큰 비중을 차지한다.

한국원자력연구원이 중수형 원전 불시 정지의 주요 원인으로 꼽히는 중수 누설을 실시간으로 정밀하게 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 원자력연 양자광학연구부 박현민 박사팀이 개발한 '중수형 원전 냉각재 누설 검지 기술'은 레이저 분광기술을 이용해 중수의 누설을 간단하지만 고감도·실시간으로 측정할 수 있다.

현재 국내 중수형 원전의 중수 누설 검사에는 공기 시료를 채취해 트리튬에서 나오는 방사선을 계측하는 '트리튬 방사선 측정법'이 사용된다. 하지만 이 방법은 조기 탐지가 어렵고 정확한 누설량과 누설위치를 확인할 수 없다는 단점이 있다.

이번에 원자력연이 개발한 기술은 누설 중수에 미량 함유된 삼중수소를 확인하는 대신 중수 자체를 검지하는 방식을 채택했다. 중수가 누설되자마자 수증기와 결합해 혼합중수(HDO)를 생성하는 것에 주목해 포집한 공기에 레이저를 쏴 누설 위치와 양을 검지하는 방식이다.

박현민 박사는 "중수 누설을 조기에 검지하는 것은 중수로 원전의 안전성을 확보하는 가장 큰 현안"이라며 "레이저 분광기술을 이용해 중수 누설을 검지하는 이번 기술은 세계적으로도 전례가 없는 독보적인 기술"이라고 평가했다. 이 기술은 한국과 미국에 특허 등록을 마쳤으며 중수로 기술 원조국인 캐나다에도 특허 출원 중이다. 또 원자력연은 성능평가용 파일럿 장치도 개발해 월성 3,4호기를 대상으로 성능 실험을 완료했다.

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