주메뉴바로가기.. 본문바로가기

내열·고강도 신소재 국내서 개발

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2018년 09월 04일 00:00 프린트하기

한국원자력연구원 김태규 책임연구원팀은 독자기술로 고강도 내열성 소재를 개발하는데 성공했다.
한국원자력연구원 김태규 책임연구원팀은 독자기술로 고강도 내열성 소재를 개발하는데 성공했다. 원자력연 제공.

높은 온도와 중성자에 강해 핵연료봉에 사용하거나 각종 차세대 첨단산업에 적용할 수 있는 신소재를 국내 연구진이 개발했다. 튼튼하고 마모도가 낮아 항공기 엔진, 국방, 발전소 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

 

한국원자력연구원 김태규 책임연구원팀은 기존 상용소재보다 고온과 중성자에 월등히 강한 ‘산화물분산강화(ODS) 소재’를 이용한 첨단 신소재를 개발했다고 4일 밝혔다. 


ODS 소재는 철강 내부에 열에 강한 나노산화물을 미세하고 균일하게 섞어 제조하는 고강도 합금이다. 고온에서도 잘 변형되지 않고, 핵반응시 나오는 중성자에 노출되어도 물질 구조가 쉽게 변하지 않는다. 핵연료피복관을 비롯해 항공 엔진, 터빈 블레이드, 선박 엔진용 노즐, 우주선 소재 등 항공우주, 국방, 화력발전, 선박 산업 전반에서 핵심 소재로 주목받고 있다.

미국, 일본, 프랑스 등에선 수 십년 전부터 고강도 ODS 소재를 개발하기 위한 연구를 활발히 수행하고 있다. 원자력연 측은 이를 국내 원전 및 산업분야 전반에 필요한 기술로 보고 2012년부터 ODS 소재 개발 연구를 계속해 왔다. 그 결과 ‘내열성 고강도 ODS 철강(ARROS)’ 제조에 성공했다. 

 

연구진은 이번에 개발한 기술을 국내, 일본 특허 등록을 완료했으며, 이를 국내 기업에 이전해핵연료피복관에 사용할 수 있는 정밀 튜브(지름 7.4㎜, 두께 0.6㎜, 길이 3,000㎜) 형태로 개발에성공했다.


ODS 소재를 만드는 공법은 선진국 등에서 실용화 돼 이미 일반화되어 있지만, 실용화 과정에서 산화물 합금 비율과 성분에 따라 성능이 크게 달라지며, 국가나 산업체별로 관련 기술을 추가로 연구 중이다. 이번에 원자력연이 개발한 신소재 역시 수많은 시도 끝에 고유의 합금 비율과 성분을 찾아냈다. 세계적으로 우수한 성능으로 인정받는 ODS 소재와 같은 온도와 압력 조건에서 비교해도 내구성이 월등히 우수한 것으로 알려졌다. 


원자력연은 이번에 개발한 ARROS의 중성자 조사 성능을 검증해 핵연료피복관 소재로 적용, 국내 연전성능 강화에 적용해 나갈 계획이다. 아울러 ARROS가 다양한 산업현장에서 활용될 수 있도록 노력할 예정이다. 우선 대형 선박의 연료분사 노즐에 적용하는 방안을 산업체와 협의 중이다. 

 

김태규 연구원은 “이번에 개발한 기술은 원자력 분야 뿐 아니라 화력발전, 핵융합, 선박, 국방 및 우주 항공 분야에 차세대 산업에 직접 적용될 수 있다”며 “국내 ODS 소재 산업의 기술 선도와 함께 국제 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 

 

새롭게 개발한 소재로 만든 원전 핵연료용 튜브 시제품. 한국원자력연구원 제공.
새롭게 개발한 소재로 만든 원전 핵연료용 튜브 시제품. 한국원자력연구원 제공.

 

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2018년 09월 04일 00:00 프린트하기

 

혼자보기 아까운 기사
친구들에게 공유해 보세요

네이버밴드 구글플러스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

3 + 8 = 새로고침
###
과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기