국산 철강재, 전 세계 핵융합로 공급 길 열렸다

국내 독자 개발로 핵융합로 건설 표준 '첫 사례'

[파이낸셜뉴스] 한국형 저방사화 철강재 ‘ARAA(Advanced Reduced Activation Alloy)’가 프랑스 원자력 산업기술기준인 RCC-MRx에 공식 등재됐다. 전 세계 핵융합로 공급 길을 열었다는 평가다.

31일 과학기술정보통신부에 따르면 ‘ARAA’는 한국핵융합에너지연구원에서 개발한 철강재로 핵융합 장치의 안전성과 성능을 보장해야 하는 엄격한 검증을 통과한 첫 사례다.

ARAA는 핵융합에 의해 발생되는 중성자가 충돌해도 견디도록(저방사화) 설계된 국산 철강재로 핵융합로 구조재의 핵심 소재다. RCC-MRx는 프랑스 원자력기술자협회(AFCEN)가 발간하는 원자력·핵융합 시설의 설계·제작·검사 기준을 규정한 산업기술기준으로 핵융합로에 관한 전세계 유일한 기준이다. 향후 핵융합로 설계·제작시 표준으로 사용된다는 점에서 의미가 있다는 평가다.

핵융합 장치는 초고온과 고에너지 중성자 환경에서 장기간 운전되기 때문에 구조재의 기계적 특성, 내구성, 방사화 특성에 대한 엄격한 검증이 필요하다.

핵융합연은 ARAA의 기계적 특성, 고온 환경에서의 변형 거동, 중성자 조사 조건에서의 특성 변화 등을 분석해 물성 데이터를 축적해 왔다. 구축된 데이터베이스를 바탕으로 유럽의 ‘EUROFER97’ 다음으로 세계 두 번째 RCC-MRx에 등재됐다. EUROFER97는 유럽 EUROFusion(유럽 핵융합 연구 연합체)이 개발한 저방사화 철강재로 지난 2012년 등재됐다.

이러한 원천기술 확보는 향후 핵융합 장치 건설 과정에서 우리나라가 관련 소재 시장에 주도적으로 선도할 수 있는 기반을 마련한다는 점에서 의미가 크다. 특히, 핵융합 실증로 1기에는 약 1만 톤 규모의 특수 철강재가 사용될 것으로 예상돼 이번 RCC-MRx 등재는 향후 핵융합로 설계·제작 단계에서 국내 소재 적용 가능성을 높이고, 국내 산업의 시장 참여와 공급망 경쟁력 강화에 기여할 것이라는 기대다.

이번 성과는 핵융합연이 과기정통부의 국제핵융합실험로(ITER) 테스트 블랑켓 모듈(TBM) 개발 지원(주요 사업비)을 통해 10여 년 동안 축적된 연구 성과를 바탕으로 도출됐다. 이번 연구 성과를 바탕으로 핵융합로 구조재 뿐만 아니라 내부에 설치되는 핵심 소재·부품·장비에 대한 연구도 계속 수행해 나갈 예정이다. 또 RCC-MRx 등재와 더불어 미국 원자력 산업기술기준인 ASME 등재를 목표로 후속 연구를 이어갈 계획이다.

[e-mail] 연지안 기자