주기남 하나로운영부 박사팀은 '재료 조사시험용 계장 캡슐(Instrumented Capsule)' 기술을 이용, SMART 원자로 증기발생기 전열관(steam generator tube) 재료인 니켈 합금 'Alloy 690'의 중성자 조사로 인해 인성이 약해지는 특성을 평가하는데 성공했다.

이번 시험은 목표 중성자 조사량에 따라 2개의 조사캡슐을 하나로 연구로의 내부 및 외곽 조사공에 넣어 총 25일간 조사함으로써 완료됐다. 주 박사팀은 다양한 시편을 준비하고 SMART 원자로 전열관 가동 최저 조건인 250℃에서 SMART 설계 수명인 60년 동안 받는 중성자량 조건을 구현함으로써 시험을 수행했다.

원자로에 사용되는 재료는 일반적으로 원자로 가동 기간 동안 우라늄 핵연료의 핵분열 연쇄반응에서 생겨나는 중성자를 흡수해서 서서히 취약해진다. 따라서 원자력 발전소의 안전성을 확보하기 위해서는 원자로 노심부에 사용되는 모든 재료가 원자로 설계수명까지 재료 건전성이 유지되는지 설계 단계에서부터 충분히 입증해야 한다.

하나로에서 조사시험을 마친 Alloy 690 시편은 올해 말까지 조사시험부 및 원자력재료연구부의 파괴 인성, 인장 강도, 경도, 열전도도, 미세 조직 변화 등 중성자 조사 특성 분석을 거치게 되며, 여기서 얻은 자료들은 SMART 표준설계 검증과 표준설계인가 획득의 핵심 자료로 사용될 예정이다.

원자력연 관계자는 "하나로를 이용한 중성자 조사시험 기술은 '상용 원자로 계속운전 사업에 이어 'SMART 개발 사업'에서 중요한 역할을 수행함은 물론 향후 국가 장기 에너지 확보 계획의 중심인 VHTR(초고온가스로), SFR(소듐냉각고속로), 핵융합로 등 미래형 원자로 개발'에서도 핵심적인 역할을 담당하게 될 것"이라면서 "2011년 말까지 인허가기관으로부터 표준설계인가를 획득하고 2050년까지 3500억 달러에 달할 것으로 예상되는 중소형 원전 시장을 공략할 계획이다"고 말했다.
 

▲25일간의 시험결과 사진왼쪽 1차시험, 오른쪽 2차시험. ⓒ2010 HelloDD.com

▲사진 위_ 중성자 조사시험용 Alloy 690 시편, 사진 아래_ 하나로 조사시험 계장 캡슐.  ⓒ2010 HelloDD.com