원전용 개발 부품이 고부가가치 첨단 소재 됐다

원자력연, 고강도 내열성 산화물분산강화 튜브 개발
원자력연 김태규 박사 연구팀이 독자기술로 고강도 내열성 산화물분산강화 소재를 개발하는 데 성공했다.<사진=한국원자력연구원 제공>원자력연 김태규 박사 연구팀이 독자기술로 고강도 내열성 산화물분산강화 소재를 개발하는 데 성공했다.<사진=한국원자력연구원 제공>


원전용으로 개발한 부품이 고부가가치 차세대 첨단 소재로 거듭났다.

한국원자력연구원(원장 하재주)은 기존 상용소재보다 고온과 중성자에 월등히 강한 '산화물분산강화 신소재와 튜브 제조기술'을 개발했다고 4일 밝혔다.
 
산화물분산강화 소재는 철강 내부에 열에 강한 산화물을 나노 크기로 미세하고 균일하게 분산시켜 제조하는 고강도 내열성 합금이다.

이 소재는 고온에서도 잘 변형되지 않고 중성자에 노출돼도 물질 구조가 쉽게 변하지 않는다. 핵연료피복관을 비롯해 항공 엔진, 터빈 블레이드, 선박 엔진용 노즐, 우주선 소재 등 항공우주, 국방, 화력발전, 선박 산업 전반에서 핵심 소재로 주목받고 있다.

선진국에서는 고강도 산화물분산강화 소재를 개발하기 위한 연구를 활발히 수행하고 있다. 원자력연 김태규 박사 연구팀 역시 2012년부터 원자로 핵연료 피복관에 사용할 산화물분산강화 소재 개발 연구를 지속해 왔다.

연구팀은 '내열성 고강도 산화물분산강화 철강' 제조에 성공하고 한국·일본 특허 등록을 완료했다. 또 초정밀 튜브 전문 중소기업인 신한금속주식회사(대표 신금순)와 함께 핵연료피복관에 사용할 수 있는 정밀 튜브 개발에도 성공해 상용화 가능성도 확인했다.

선진국에서 산화물분산강화 소재를 만드는 공법은 일반화돼 있지만, 산화물 합금 비율과 성분에 따라 성능 차이가 두드러진다. 이번에 연구팀이 개발한 산화물분산강화 또한 수많은 시도 끝에 고유의 합금 비율과 성분을 찾아낸 것이다.

연구팀은 추후 원자로 안에서 산화물분산강화의 중성자 조사 성능을 검증하고, 핵연료피복관 소재로 사용하기 위한 연구를 지속할 계획이다.

연구팀을 이끈 김태규 박사는 "원자력 기술이 원자력뿐 아니라 화력발전, 핵융합, 선박, 국방·우주 항공 분야에 차세대 산업에 직접 적용되는 실제 사례가 될 것"이라며 "국내 산화물분산강화 소재 산업의 기술 선도와 함께 국제 경쟁력 강화에 기여할 것"이라고 말했다.
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