장기 정지 원전설비 부식 정도 정확히 측정한다… 원자력연 실증 완료

'정지' 기간 부식 정도 확인 가능… 고리2·3호서 실증

원자력연 연구진이 감시시편을 활용한 장기 정지 원전 설비 대기부식 평가 기술을 개발하고 연구 성과를 살펴보고 있다. (사진=원자력연 제공)

한국원자력연구원(이하 원자력연) 연구진이 유지보수나 인허가 등으로 장기간 정지되는 원전 설비의 부식 정도를 정확히 측정하는 기술을 개발하고 실증을 완료했다.

원자력연 재료안전기술연구부 전순혁·하석준 박사 연구팀은 장기 원전의 2차 계통 설비가 대기에 노출되면서 발생하는 부식 정도를 감시시편을 통해 정확히 측정하는 기술을 개발했다. 그동안 정확한 측정 정도를 알기 어려웠는데, 이번 기술 개발을 통해 가능해졌다. 원전 계속 가동에 필요한 데이터를 더 빨리 확보할 수 있는 등 관리와 이용이 더 수월해진 것이다.

정지된 원전설비 부품은 건식상태로 관리되는데, 대기 중에 노출되며 부식이 진행된다. 금속의 부식률은 일반적으로 표면에 산화막이 형성되며 생긴 중량 변화로 측정하는데, 원전 설비는 중량 변화 측정이 불가능해 설비 표면서 시료를 직접 채취해 부식 정도를 추정해야 했다. 다만 이 경우 원전 운전 중 이미 생성된 산화막으로 인해 정지 이후 대기 노출로 인한 것인지 구분이 어려웠다.

연구팀은 2차 계통 배관재로 사용되는 탄소강을 기반으로 정상 운전 시 생성되는 산화막을 산화 공정을 통해 인위적으로 형성한 감시시편을 개발했다. 시편을 원전 정지 후 건식관리 중인 설비 내부에 장착하고 일정 기간 후 중량 증가를 측정해 부식률을 정량적으로 환산했다.

이러한 방법은 시료를 직접 채취하는 기존 방식과 달리 설비 원형에 영향을 주지 않으며 원전 정지 후 발생한 대기부식만 정확히 구분해 측정할 수 있다. 나아가 설비별 맞춤형 유지관리 기준과 전략 수립에도 활용될 수 있다.

대기부식 평가 기술을 개발한 주요 연구진. 왼쪽부터 하성준 박사후연구원, 전순혁 책임연구원 (사진=원자력연 제공)

연구팀은 이 기술을 고리 2호기와 고리 3호기에 적용해 실증했다. 고리 2호기는 최근 계속운전 심사를 통과했으며 3호기는 심사가 진행 중이다.

김동진 원자력연 재료안전기술연구부장은 "이번 기술은 기존 방식의 한계를 극복하고 원전 2차 계통의 실제 부식 상태를 반영한 새로운 평가 기술"이라며 "국내 원전의 계속운전 추세에 발맞춰 설비의 체계적인 유지관리를 통해 건전성을 강화하는 데 기여하겠다"고 말했다.

한편 이번 연구는 2025년 기후에너지환경부의 가동원전 안전성향상 핵심기술개발 사업을 지원받았다. 임효인 기자