한국원자력연구원(원장 박원석)은 김성우 안전재료기술개발부 박사 연구팀이 '인코넬690'의 부식균열을 예측하는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 

인코넬은 니켈에 크롬, 철, 티탄 등을 첨가한 소재로 600도에서도 물질 특성이 변하지 않는다. 이런 특성 때문에 원전, 원유 채굴 장비, 해상 장비 등에 있는 배관, 밸브에 활용되고 있다. 

초기 원자로 출력제어봉 관통 노즐은 '인코넬600'이 활용돼 왔지만, 크롬 함량이 2배 높은 '인코넬690'으로 대체됐다. 인코넬690은 부식균열 저항성이 우수하지만, 부식균열 추이를 예측하는 수식은 개발되지 않아 인코넬600 예측식을 그대로 사용해왔다. 

김성우 박사 연구팀은 예측식 개발에 앞서 실증 장비를 개발했다. 원전 내부 환경 300도 이상, 150기압 이상에서 수 마이크론 균열까지 실시간으로 측정하기 위한 장비다. 연구팀은 이 실증 장비를 이용해 모은 데이터를 바탕으로 실제 원전 가동 환경에서 인코넬690 응력부식균열 속도를 정확하게 예측할 수 있는 '예측식'을 만들어냈다. 

이에 따라 출력제어봉의 관통관 노즐 건전성에 대한 정확한 예측이 가능해질 전망이다. 국내 가동 원전과 수출되는 원전의 안전성 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.

연구팀은 예측 정밀도를 높이기 위해 실제 사용된 자재를 대상으로 신뢰성을 검증한다. 또 현장 적용을 위해 기술 표준화 작업을 전력산업기술기준(KEPIC)과 진행 중이다. 

박원석 원장은 "원전 안전성 향상을 위해 불철주야 노력하고 있다"며 "이번 성과가 국방, 우주, 해양 등 다른 분야에도 적용되길 바란다"고 말했다.