원전 증기폭발 현상규명 성공… 원전사고 핵심쟁점 풀어

원자력硏, 미·일 등 11개국 공동프로젝트 첫 주도 실제 핵연료 물질로 실험

▲ 한국원자력연구원이 구축한 세계 최대 규모 증기폭발 실험 장치TROI를 이용한 노심용융물-냉각수 반응 실험 장면.

우리나라가 국제 공동연구를 주도한 가운데 원전 중대사고 핵심 쟁점 중 하나인 증기폭발 현상을 실제 핵연료 물질을 사용한 실험을 통해 규명하는 데 성공했다.

한국원자력연구원(원장 정연호) 중대사고·중수로안전연구부는 경제협력개발기구 산하 원자력기구(OECD/NEA)의 국제 공동연구 프로젝트인 SERENA 프로젝트를 프랑스 원자력청(CEA)과 공동 주관으로 증기폭발 현상을 실험으로 확인하고 증기폭발 위험성 평가에 사용되는 안전 해석 소프트웨어의 신뢰성을 검증하는 데 성공했다고 밝혔다.

SERENA는 미국, 일본, 독일 등 11개국 18개 기관이 참여해 5년간 260만 유로(약 37억 원)의 연구비가 투입된 원자력 안전 국제 공동연구로, 우리나라가 원자력 선진국이 참여하는 국제 공동연구의 주관 수행기관으로 연구를 주도한 첫 사례로 기록됐다.

증기폭발 현상은 원전 사고 발생 시 2000℃ 이상의 고온에 의해 핵연료가 녹아 생성된 노심용융물과 냉각수가 반응, 급격히 발생하는 수증기로 인해 순간적으로 높은 압력이 생겨 폭발하는 현상이다.

공동 연구팀은 원자력연이 구축한 세계 최대 규모 증기폭발 실험 장치 TROI를 통해 20㎏에 달하는 실제 핵연료 물질(UO2, ZrO2 혼합물 등)을 2000~3000℃의 고온으로 용융하고서 증기폭발을 일으키고 이를 프랑스 실험치와 비교해, 원전 증기폭발의 폭발력이 당초 대체 물질을 사용해서 추정했던 실험치보다 크지 않으며 원전 안전 해석 소프트웨어의 계산 값과 유사함을 세계 최초로 확인했다.

송진호 한국원자력연구원 중대사고·중수로안전연구부장은 “SERENA 프로젝트의 성공적 주관을 통해 우리나라의 원자력 안전 기술이 세계 정상 수준임을 입증했다”며 “이를 토대로 바닷물 및 핵분열을 늦추기 위해 투입한 보론수가 증기폭발에 미치는 영향 규명과 중대사고 피해 완화 방안 마련에 관한 국제 공동연구에서도 주도적인 역할을 해나갈 것”이라고 밝혔다.

권은남 기자 silver@