재료기술개발연구부 중심으로 원자력산업용·UO2계 핵연료 산업용 세라믹스 연구 수행 과기부 중장기 사업·프론티어 산업, 산자부 산기반사업 등 수행, 관련 연구실적 47건 한국원자력연구소(소장 장인순 www.kaeri.re.kr)는 국가원자력 종합전문연구기관으로써 설립이후 지금까지 연구영역확대 및 다양화, 신기술개발 및 국가 원자력 경쟁력강화 등의 업무를 수행하고 있다. 한국원자력연구소의 세라믹스 관련 연구는 원자력산업용 세라믹스, UO2(이산화우라늄)계 핵연료 및 일반 산업용 세라믹스로 분류할 수 있다. 원자력 산업용 세라믹스와 핵연료 관련 연구는 과학기술부의 원자력 중장기 사업을 중심으로 수행되고 있으며, 일반 산업용 세라믹스 관련 연구는 국가 프론티어 사업, 산기반 사업, 민군사업 및 산업체 수탁사업 등으로 수행되고 있다. 원자력 산업용 세라믹스 연구는 원자로 부품 및 구조물을 위한 소재 개발 연구와 방사선 폐기물 처리를 위한 고화체와 차폐재에 대한 연구로 분류할 수 있다. 세라믹스 소재 개발 연구는 원자력재료기술개발부에서 수행되고 있으며, 기존 경/중수로 대체재에 대한 특성평가와 차세대 혹은 미래형 원자로(고온가스로, 액체금속로, 핵융합로)를 위한 후보재의 제조공정 및 물성과 성능평가에 대한 연구가 진행되고 있다. 고화체 관련 연구는 핵화공연구부에서 수행되고 있으며, 염폐기물 처리를 위한 유리질 고화체에 대한 연구를 수행하나 소재보다는 고화공정에 대한 연구를 주로 수행하고 있다. 이 연구소에서 수행되고 있는 일반산업용 세라믹스 개발과 관련한 연구로는 산업자원부의 산기반 과제인 ‘나노 복합재 분산용 세라믹스 분말제조 기술 개발’이 수행되고 있다. 프론티어 사업으로는 ‘MOCVD법에 의한 고온 초전도 coated conductor 개발’이 수행되고 있으며 나노핵심 사업과제의 하나로 ‘RI용 고효율 나노섬유 흡착제 개발’과 중소기업 및 타기관 수탁과제로 ‘이차전지용 Sn, SnO2 및 Al2O3 나노 분말 제조와 CVI법에 의한 C-SiC 제조공정연구’가 각각 수행되고 있다. 이 밖에도 핵연료 관련연구는 경수로연료개발부에서 수행하고 있는 핵연료 안전성 및 경제성이 향상된 고연소도용 UO2 소결체 대량생산 공정과 큰 결정립 UO2 소결체 개발 및 산화물 핵연료 열물성 database 구축 연구가 수행되고 있다. 또한 경수로용 혼합핵연료 소결체 제조 공정기술 확립을 목표로 미래형원자로연료 개발부에서 수행하고 있는 세라믹 핵연료 가공기술 개발연구와 건식공정 핵연료 개발부에서 수행하고 있는 PWR 사용 후 핵연료를 건식 재처리하여 CANDU 원자로에 사용할 수 있는 핵연료를 제조를 위한 UO2의 소결체 제조공정 기술 개발 연구가 수행되고 있다. 주요 연구장비(표 2)로는 공정관련 장비, 분석 장비, 성능평가 관련 장비들이 있다. 아울러 연구로인 하나로(그림 2)를 보유하고 있기 때문에 중성자를 이용한 정밀 분석 장치 및 중성자 혹은 이온빔을 이용한 손상분석과 관련된 특수 시설(표 3)이 있다. 현재 한국원자력연구소는 세라믹스 고온강도 평가 및 신재료 개발과 관련 ‘침전연소법에 의한 Li2ZrO3 분말합성’을 비롯하여 47건의 연구 실적을 나타내고 있다. 원자력재료기술개발팀의 박지연 박사는 “세라믹을 이용한 원자력재료의 건전성 평가 기술 확립과 평가체계 구축을 통한 원전설비 설계에 필요한 재료의 기술사양 토착화, 국내산업 기반 제공을 목표로 연구를 수행하고 있다”며 “원전설비 재료의 장수명화와 원전환경 내구성 향상, 미래 원자력 재료의 창출을 위해 노력할 계획”이라고 밝혔다. 吳德根기자