원자로에서 중수 누설을 감시할 수 있는 시스템이 국내 연구진의 힘으로 개발됐다.

한전 전력연구원(원장 박상덕)은 값비싼 중수를 사용하는 중수로 원자로계통에서 중수가 누설되는지 여부를 온라인에서 정확하게 감시할 수 있는 질량분석법을 이용한 ‘원전 증기발생기 세관 누설감시시스템’을 세계 최초로 개발하는데 성공했다고 1일 밝혔다.

중수로형 원자력발전소에서 주로 사용하고 있는 중수 누설감시는 베타방출체인 삼중수소(H-3)를 계측하는 ‘액체섬광계측법’을 이용해 오고 있다. 이 방법은 방사능 농도를 이용하는 간접적인 방법으로 측정감도는 좋지만, 값비싼 ‘섬광액’을 쓰기 때문에 원자력발전소 1호기당 연간 6000만원 정도의 장비운영비가 소요되고 분해 처리가 어려운 폐액의 발생으로 경제적?환경적 측면에서도 부담이 돼왔다. 

그러나 이번에 개발된 시스템은 극미량의 시료만으로 중수의 누설 징후를 온라인상에서 연속적으로 감시할 수 있기 때문에, 원자력발전소가 계속 가동되고 있는 상태에서 증기발생기 세관의 재질 건전성을 사전에 확보할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 중수의 누설여부를 화면상에서 확인하고 동위원소들 간의 질량 구별이 가능한 이중초점(Multi-focusing) 질량분석법을 채택해 분석과정의 오차를 최대한 줄일 수 있도록 고안됐다.

전력연구원 강덕원 박사팀은 “이번에 개발된 시스템을 월성원자력발전소의 관련 계통에 설치해 운전해 본 결과(매10분 간격, 시료 2㎕ 사용, 10시간 연속 운전), 평균 150.38ppm의 중수 농도(오차범위: ±3 ppm)값이 나타남으로써 질량분석법에 의해 누설 중수의 농도를 연속적으로 측정이 가능함을 증명했다”고 설명했다.   

이 시스템은 앞으로 2개월간 원자력발전소에 시험적으로 확대 적용해 효과성을  입증한 후, 우리나라는 물론 동일한 유형인 중수로형 원자력발전소를 운영하는 관련국에 확대 적용할 경우 경제적 파급 효과가 매우 클 것으로 기대된다.