국내 연구진이 원전 설비를 안전하고도 확실하게 잘라낼 수 있는 레이저 기술을 개발했다.
9일 한국원자력연구원에 따르면 신재성 박사와 오승용 박사 연구팀은 원전 핵심설비 해체용 레이저 절단 기술을 성공적으로 구현했다. 원전 해체 작업은 커다란 원전 설비를 작게 잘라낸 후 제염(오염 제거)을 거쳐 복원하는 순서로 진행한다. 이중 설비 절단은 까다로운 과정으로 꼽힌다.
일반적으로 원전이 스테인리스 스틸·탄소강 등 단단한 금속으로 이뤄져 있기 때문이다. 게다가 원자로 압력 용기나 원자로 내부 구조물 등의 두께는 100∼300㎜로 두꺼운 편이다. 높은 방사능 환경에서 톱이나 열로 절단하는 건 녹록지 않다.
원자력연구원의 레이저 절단 기술은 독자 개발한 레이저 절단 헤드로 레이저 빔을 강하게 집중시키는 방식으로 대상을 녹인다. 동시에 자체적으로 설계·제작한 초음속 노즐로 가스를 초음속 분사해 레이저로 녹은 용융물을 처리한다. 예컨대 6㎾급 레이저를 이용하면 공기 중에서는 최대 100㎜, 물속에서는 최대 70㎜ 두께 금속을 자를 수 있다고 연구팀은 설명했다. 60㎜ 두께 금속의 경우 공기 중에서 분당 90㎜, 물속에서 60㎜ 속도로 절단할 수 있다. 프랑스나 일본 등 외국에서 개발 중인 기술을 4배 이상 훌쩍 뛰어넘는 수준이다. 레이저 절단 헤드는 가볍고 작아 원격해체 로봇 같은 분야에 응용할 수도 있을 것으로 기대된다.
신재성 박사는 "핵심요소를 독자적으로 개발해 국내 고유 기술을 확보했다"며 "실용화 과정을 거치면 국내·외 원전 해체 현장에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.
연구는 과학기술정보통신부 원자력기술개발 사업으로 수행했다. 성과를 담은 논문은 '옵틱스 앤 레이저스 인 엔지니어링'(Optics and Lasers in Engineering)을 비롯한 6개 저널에 실렸다. 2건의 관련 특허도 출원했다.
