한국원자력연구원은 김진섭 박사 연구팀이 토목 엔지니어링 업체인 에이치비씨에 벤토나이트 완충재 블록의 품질을 실시간 관리하는 기술을 개발, 이전했다고 8일 밝혔다.
고준위폐기물 처분장은 사용후핵연료를 지하 수백 미터 아래에 영구히 보관하는 시설로, 핵심 소재의 안전성을 장기적으로 유지해야 한다.
이를 위해 점토질 흙의 일종인 벤토나이트를 처분장의 핵심 소재로 쓰는데, 사용후핵연료를 담은 처분 용기에 지하수가 유입되는 것을 차단하고, 방사성물질의 이동을 막는 완충재 역할을 한다. 앞으로 국내 처분장 건설을 대비해 양산 단계의 완충재 품질을 관리·점검해야 할 기술 개발이 필요한 상황이다.
기존 실험실 규모에서 쓰던 X-레이 CT는 정밀도가 높지만, 별도 시설이 필요하고 비싼 데다 검사할 수 있는 블록 크기도 작아 산업 현장에서 사용하기 어려웠다. 연구팀은 감마선이 완충재의 건전성에 큰 영향을 미치는 밀도와 수분 함유량의 변화를 가장 정확하게 측정하는 것을 알아내고, 완충재 블록의 밀도와 수분 함유량을 도출하는 프로그램을 개발하고, 실시간으로 품질을 관리하는 데 성공했다. 감마선 검사장비는 단순하고 크기가 작아 상대적으로 이동이 자유롭고, 검사 비용도 적게 드는 장점이 있다. 또한 초음파, 전기비저항탐사처럼 검사 대상에 센서를 부착할 필요가 없어 사용하기 쉽고, 완충재 블록 규모와 경제성을 고려할 때 감마선 측정 기술이 적합하다고 연구팀은 설명했다.
연구팀은 내년에 중대형 완충재 블록에 적용할 수 있는 자동화된 추가 장치들을 개발할 예정이다. 아울러 암반이나 콘크리트 구조물 파손 시 발생하는 탄성파를 측정해 파손 정도를 정량적으로 평가하고, 잔여 수명을 예측하는 구조물 안전성 평가기술의 상용화를 추진할 계획이다.
김진섭 원자력연 박사는 "이번 기술은 기존 환경과 정유·화학분야에서 활용하던 감마선을 처분과 건설 분야까지 적용범위를 확대했다는 데 의미가 있다"며 "원자력 처분 분야뿐 아니라 다양한 건설 분야에서도 수요가 큰 파급력 있는 기술로 쓰일 것으로 기대한다"고 말했다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr이종호 과기정통부 장관은 "앞으로 양국 우주기업 간 협업을 적극 지원해 우리나라의 우주경제 실현을 앞당겨 나가겠다"고 말했다.이준기기자
김진섭 한국원자력연구원 박사가 저선량 감마선원과 방사선계측기를 이용해 완충재 블록의 밀도와 함수비를 측정하고 있다. 원자력연 제공
