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로봇 팔 고방사선기기 원격 절단..원전 해체 핵심기술 3년 내 확보

■ 원전 해체에 담긴 과학기술
3m 거리서 250kg 하중 1㎜씩 제어
공정 시뮬레이션 구축 등 R&D 가속
韓 해체기술 선진국 80% 수준 그쳐
"3년 내 핵심기술 10개 추가 확보"

로봇 팔 고방사선기기 원격 절단..원전 해체 핵심기술 3년 내 확보
국내 최초 원자로 ‘TRIGA Mark-Ⅱ(트리가 마크-2)’ /사진제공=한국원자력연구원

로봇 팔 고방사선기기 원격 절단..원전 해체 핵심기술 3년 내 확보

지난 1970년대 오일파동 이후 본격화한 원자력발전소는 세계적으로 440여기가 가동되고 있으나 초기 원전은 해체 수순에 돌입했다. 미국 등에서 시작된 해체 움직임은 세계적으로 오는 2020년대 이후 활성화할 것으로 전망된다. 24기의 원전을 가동 중인 우리나라도 영구정지한 고리1호기의 해체를 준비해야 하는 상황이다.

현재 세계 610개의 원전 중 영구정지 원전은 161개이며 지난해 6월까지 19개만 해체를 완료했다. 미국이 상업용 원전 8개와 실증로·원형로 7개로 가장 해체 경험이 많고 독일과 일본이 실증로·원형로를 각각 3개, 1개 해체했다. 수명이 다한 원전은 내년까지 250개, 2020년대 227개, 2030년대 56개, 2040년대 이후 78개에 달할 것으로 전망된다. 해체비용은 1,000㎿급 1호기를 기준으로 평균 7,515억원(2017년 기준)이라고 산업통상자원부가 밝혔다.

원자력시설 해체는 운전이 완전히 정지된 시설의 방사성 오염물질 잔존 가능성을 없애는 것부터 시작된다. 구조물 철거는 원격 절단장비를 통해 한다. 각종 폐기물은 처분장 수용에 적합한 형태로 만들어 전환·이송한다. 마지막으로 철거 완료 부지에 대한 오염 제거를 해야 한다. 다시 말해 영구정지 후 해체 준비(5년)→제염(오염 제거)·절단·철거·폐기물 처리(8~10년)→환경 복원(2~5년) 순으로 시설마다 차이는 있지만 최소 15년 이상이 소요된다.

로봇 팔 고방사선기기 원격 절단..원전 해체 핵심기술 3년 내 확보
미국, 유럽연합(EU), 일본의 원전 해체 기술개발 전략과 사례.

미국·유럽연합(EU)·일본은 원전과 재처리시설 등 고방사능시설의 해체 경험을 통해 기술 기반을 구축했다. 하지만 우리나라의 원전 해체기술은 이들 나라에 비해 80% 수준(2016년 기준)이다. 다만 연구로(1997~2009년)와 우라늄 변환시설 해체(2001~2011년)를 통해 소규모 저방사능시설의 해체기술은 확보했다. 원전 해체 핵심 기반기술 38개 중 아직 10개를 확보하지 못해 2021년까지 연구개발(R&D)을 완료할 방침이다. 대형기기 나노 복합유체 제염기술과 원격 해체장비 내방사화 기술, 방사화 탄소폐기물 처리기술, 주거지역 오염 복원기술 등이 바로 그 대상이다.

특히 현재 개발 중인 ‘원전 핵심설비 해체 시뮬레이터’가 완성되면 해체 공정을 3차원 디지털 환경에서 시뮬레이션하고 검증할 수 있다. 원전설비의 특징에 맞춰 안전하고 편리하게 작업하고 시간도 획기적으로 단축한다. 고방사선 기기를 원격으로 절단하고 이송하기 위한 로봇팔도 개발하고 있다. 3m 거리에서 250㎏의 하중을 1㎜의 정밀도로 취급하고 각 관절을 모듈화하게 된다.

원자력연구원 측은 “고리1호기 핵심설비의 안전한 해체를 위해 해체 공정 시뮬레이션 시스템을 구축하고 원격 해체 공정 시나리오 검증도 추진하고 있다”고 밝혔다.

한편 원자력연구원과 한국원자력안전기술원은 12일부터 사흘간 산학연 관계자 40여명을 대상으로 원자력시설 해체 교육을 시행한다. 선진국의 원자력시설 해체 사례를 소개하고 국내 해체기술 노하우를 전한다. 연구로 해체 작업이 진행되고 있는 서울 공릉동 현장도 견학한다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com


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