“위험하지 않습니다. 방사능 피폭 가능성도 전혀 없습니다. 사람이 직접 들어가 바꾸는 것이 아니라 자동화기계로 모든 과정을 처리하기 때문입니다.”5일 경북 경주시 월성원자력발전소. 원자로, 터빈, 핵연료, 전력 제어반이 자리한 주통제실은 닷새 뒤 시범 장전을 하는 개량 핵연료 교체준비를 위해 마지막 점검을 하느라 부산한 모습이었다.
원자력 발전소의 핵심 정비업무 중 하나가 바로 핵연료를 연료 교체주기에 따라 재장전하는 작업. 다양한 삽입체를 순서에 따라 각각 작업해야 하기 때문에 복잡하며 진땀 흘릴 수 밖에 없는 일이다.
월성원전 이청구 기술공무부장은 “각 원자로에 있는 380개 채널 중 2개 채널을 교체하는 시범작업이다. 자동 핵연료교체기로 주간에만 작업을 하기 때문에 위험성은 없으나, 신형 핵연료는 처음 장착하기 때문에 조금 더 세심한 준비가 필요하다”고 말했다.
원자력 발전의 원리는 원자핵이 분열될 때 발생하는 열 에너지로 고온 고압의 증기를 만들고, 가열된 물의 증기압을 이용해 터빈을 작동시켜 동력을 얻는 방식이다.
화력발전의 보일러 역할을 하는 곳이 원자로이며 핵연료, 제어봉, 감속재, 냉각재 등이 들어있다.
월성원전 4기의 원자로는 가압 중수로형. 경수로에서 농축 우라늄을 쓰는 것과 달리 이곳에서는 우라늄-235 동위원소가 0.71% 함유되어 있는 천연 우라늄을 핵연료로 사용한다.
그리고 핵분열 속도를 조절하는 감속재와 냉각재로 물보다 조금 무거운 성질이 있는 중수를 사용한다는 점이 특징이다.
중수로는 또 원전 가동 중에 핵연료를 교체할 수 있다는 점에서 경수로와 차이가 있다.
월성월전에 시범 장착되는 중수로용 개량핵연료(CANFLEX)는 기존 연료에 비해 안정성과 효율성을 향상시킨 것이 특징이다.
핵연료의 구성 단위인 각 채널은 12개 다발로 구성되며, 한 다발 속에는 43개의 핵연료봉이 들어 있다.
기존 핵연료 한 다발이 37개의 핵연료봉으로 구성됐던 것과 비교하면 같은 크기의 다발보다 20% 정도 효율적이다.
또 열전달 향상용 버튼을 부착, 원자로의 운전 여유도를 5% 정도 향상시켰다.
안정성 측면에서도 핵연료 다발에서 나오는 방사성 물질이 기존 핵연료 다발에 비해 25% 줄었기 때문에 원자로의 안전운전이 가능하게 한다.
한국원자력연구소 핵연료설계기술개발팀 석호천 박사는 “중수로 1기당 연간 40억원 정도의 비용절감효과가 있다.
원자로의 노후화를 막고 출력 감소 현상을 방지하기 때문에 안전성도 확보된다”고 밝혔다.
정상원기자
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