두산에너빌리티 사용후 핵연료 용기, 美 설계 승인 취득

- 사용후핵연료 금속 저장용기 세계 최초 개발

- 국내 사용후 핵연료 건식저장사업 청신호

두산에너빌리티는, 미국 NAC社(Nuclear Assurance Corporation)와 공동 개발한 사용후 핵연료 금속 저장용기가 미국 원자력규제위원회(NRC) 설계 승인을 취득했다고 19일 밝혔다.

미국 애틀란타에 위치한 NAC社에서 열린 설계 승인 취득 기념식에는 두산에너빌리티 원자력 BG 조창열 상무, NAC사 켄트 콜 사장 등 양사 주요 관계자들이 참석했다.

이번에 설계 승인을 취득한 핵연료 저장용기인 캐스크(CASK) ‘MSO’ 모델은 금속 저장용기로 사용후 핵연료 37다발을 저장할 수 있다.

사용후 핵연료 저장용기를 금속으로 개발한 것은 이번이 세계 최초다.

두산에너빌리티 사용후 핵연료 금속 저장용기 설계승인 취득 기념식 [두산에너빌리티 제공]

금속 저장용기는 기존 콘크리트 대비 안전성이 강화되고 공간도 적게 차지해 동일 공간에 더 많은 용기를 저장할 수 있는 장점이 있다.

이번에 개발된 금속 캐스크 MSO는 방사선과 열을 안전하게 관리하기 위해 특수 설계와 고도의 제작 기술이 들어갔다.

캐스크는 사용후 핵연료를 운반하고 저장하기 위한 특수 용기로, 평균적인 높이는 약 5m 내이며 무게는 100여 톤이 넘는 중량물이다.

캐스크는 용도에 따라 운반용, 저장용, 운반·저장 겸용으로 구분되며 사용되는 용기 주 소재에 따라 금속 또는 콘크리트로 나뉜다.

수십여 다발의 핵연료를 지지하는 내부 구조물(Basket), 방사성 물질의 외부 누출 방지를 위한 캐니스터(Canister), 방사선을 차폐하는 특수 차폐소재, 구조적 안전성을 보증하기 위한 외형 구조물 등으로 이루어져 있다.

사용후 핵연료는 원자로에서 연소 후 습식 저장조에서 최소 5년 이상 저장되는 동안 충분히 냉각시키고 캐스크에 옮겨 담아 건식으로 저장하다가 최종적으로는 지하시설에 보관한다.

두산에너빌리티는 2015년 NAC사와 기술협력을 체결하고, 2017년 사용후 핵연료를 21다발까지 안전하게 운반·저장할 수 있는 한국형 건식저장 시스템 'Doosan-DSS21'을 개발한 바 있다.

두산에너빌리티 사용후 핵연료 금속 저장용기 설계승인 취득 기념식 [두산에너빌리티 제공]

이후 저장 용량을 증대시킨 DSS24, DSS32 모델과 운반·저장 겸용 용기인 DPC-24를 선보이고 2021년엔 국내 기업 최초로 미국에 사용후 핵연료 저장용기를 수출했다

두산에너빌리티 김종두 원자력BG장은 “이번 금속 저장용기 개발을 통해 확보한 기술력으로 국내 사용후 핵연료 건식저장사업에 적극 참여하고 향후 영구처분 용기 개발에도 기여할 것”이라고 밝혔다.

이어 “국내 협력사들과 함께 국내외 사용후 핵연료 운반·저장 용기 시장을 적극 공략해 원전 산업 생태계 강화와 해외 수출 확대에도 최선을 다할 것”이라고 말했다.