(인+지) 소듐고속냉각로의 균열은 음향으로 찾는다

<사진은 정과부 화상>

원자로 가동 중에 발생하는 여러 가지 배경소음의 500분의 1에 불과한 미세한 음향을 구별해 감지함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 오는 2028년 상용화를 목표로 연구중인 소듐고속냉각로(SFR) 개발에 중요한 진전이라는 평가다.

한국원자력연구원 고속로기술개발부 김태준 박사팀은 제4세대 원자로 소듐냉각고속로(SFR)의 증기발생기 전열관의 균열로 물이 누출돼 소듐-물 반응 사고가 일어날 때 발생하는 미세한 음향을 빠르고 정확하게 감지해내는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

소듐냉각고속로는 현재 가동중인 경수로보다 우라늄 자원을 100배 이상 활용할 수 있는 미래형 원자로다. 이 원자로는 경수로보다 훨씬 높은 온도로 운전되기 때문에 원자로 내부의 열을 식히는 냉각재로 물보다 열 전도도가 높은 소듐(Na)을 사용한다.

하지만 섭씨 500도 이상으로 가열된 소듐은 열적 불균형에 의해 팽창 수축이 반복되면서 수백에서 수천 개에 달하는 전열관 가운데 일부에 균열이 발생하곤 한다.

이처럼 전열관이 균열돼 관 속의 물이 미량이라도 누출되면 소듐과 격렬한 화학반응을 일으켜 부식이 일어나 균열은 커지기 때문에 안전성 확보를 위해선 이 균열을 빠르게 감지해내야 한다.

연구팀은 이 연구에서 고감도 성능을 갖는 감지 논리를 새로 개발하고 음향누출 감지 알고리즘 툴을 자체 제작해 누출된 물이 소듐과 반응하는 순간 수소 기포 생성 등으로 발생하는 미세한 음향을 잡아내는데 성공했다.

김태준 박사는 “이 기술을 토대로 새롭고 다양한 증기발생기 감지 기술 분야를 개척할 수 있을 것”이라며 “미량의 물 누출로 인한 소듐-물 반응 사고를 신뢰성 있게 감지할 수 있는 기술뿐만 아니라 미량 누출보다 큰 중규모 및 대규모 누출사고도 신뢰성 있게 감지할 수 있는 신기술을 개발할 계획”이라고 말했다.

/[e-mail]이재원기자