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원자력발전 원자력발전소 다목적연구용원자로 ‘하나로’의 탄생

  • 2014.09.11.
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원자력 기술은 다양한 곳에 쓰입니다.

방사선은 원자력 발전 이외에도 식품가공 및 멸균부터 신소재 개발, 방사선계측기, 방사선유전체학, 염색폐수 처리, 나노재료 제조, 의학소재 등 수많은 분야에 두루 활용되고 있습니다.

그러면 이처럼 활용성이 무궁무진한 원자력 기술은 어떤 원자로에서 어떻게 개발되고 있는 걸까요?

해답은 바로 한국원자력연구원이 개발한 다목적연구용원자로 ‘하나로’에 있습니다.

 

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방사선을 이용해 각종 연구에 활용되는 원자로를 연구용 원자로라고 합니다.

우리나라에 처음 도입된 연구용 원자로는 미국 제너럴아토믹스(GA)사에서 가져온 ‘트리가 마크-투(TRIGA Mark-2)’입니다.

트리가 마크-투는 열출력 100kW급의 소형 원자로인데, 1959년 착공해 1962년부터 가동을 시작했습니다.

 

두 번째 연구용 원자로인 트리가 마크-투3는 1972년에 등장했습니다.

1995년까지는 이 두 대의 트리가 마크-투가 한국 원자력 기술 개발의 초석이 되었습니다.

하지만 이 원자로들은 열출력이 부족하다는 점이 단점으로 지적되어 정부는 1973년 캐나다의 40MW급 NRX형 재료시험로 도입을 추진했습니다. 그러나 이 시도는 때마침 실시된 인도의 핵실험에 따른  핵확산 논란으로 그만 도입이 무산되고 맙니다.

 

당시 우리나라에서는 국내 상용 원전이 막 가동되던 시기였기 때문에 원자력 기술의 자립이 무척 절실했던 시기였습니다.

그래서 한국원자력연구원은 NRX형과 유사한 재료시험로를 개발한다는 목표를 세우고 원자로 구조체와 핵연료 집합체 등 주요 부품과 장치 설계에 들어가 성능시험까지 마치게 됩니다.

 

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이 연구용 원자로는 이후 1980년대 초 핵 확산 가능성에 대한 우려로 개발이 잠시 중단되었지만, 1983년 연구용 원자로 건설 추진 방안이 다시 모색되면서 한국원자력연구원이 모든 책임을 진다는 조건 아래 다목적 연구로 건설이 확정됩니다.

 

1단계 공동연구는 1985년 캐다나 원자력공사(AECL)와 시작되어 1986년에 기본 설계를 완료합니다.

당시 국내에 연구로 설계를 검증할 실험장치가 없어 AECL과 공동연구를 추진한 것입니다.

 

이렇게 해서 탄생한 것이 ‘하나로’ 원자로입니다.

하나로원자로는 2만 평 이상의 부지에 10년여의 공사 끝에 완공됐습니다.

‘하나로’라는 이름은 ‘우리나라에 하나 밖에 없는 연구용 원자로’라는 의미로 붙인 이름입니다.

 

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하나로는 이후 시설과 성능을 점차 보강하면서 세계 최초의 다목적 연구로로 거듭납니다.

1997년에는 방사성동위원소 생산 시설을 가동했고, 2004년에는 열출력이 두 배로 높아진 30MW의 연구용 원자로가 가동됩니다.

또 2010년에는 냉성자 연구시설(CNRF)과 원자력발전소의 핵연료 성능을 종합적으로 검증 가능한 핵연료 노내조사시험설비가 구축됩니다.

 

하나로는 원자력발전소를 비롯해 연구용원자로에 사용되는 각종 재료와 핵연료 등을 시험하고, 중성자 생산을 통해 산업, 환경, 우주, 의학, 농학, 약학, 생명, 고고학 등 다양한 분야의 연구에 사용됩니다.

중성자를 이용한 비파괴 검사로 배관, 항공기 날개, 선박용 강판 등의 내부 결함을 찾아내는 것은 물론, 수소자동차의 연료전지 설계와, 갑상선 암 치료에 쓰이는 I-131 등의 의료용 방사성 동위원소 생산도 하고 있습니다.

 

 

국내 최초이자 순수한 우리 힘으로 개발한 하나로가 이렇게나 많은 곳에 활용되고 있다니, 다목적연구용원자로라는 말이 제격인 듯한데요, 원자력계의 효녀 하나로가 앞으로도 좋은 원자력 기술들을 많이 만들어내길 바랍니다.

 

* 참고 : 한국원자력연구원 <들려주고 싶은 우리의 원자력 이야기>

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