최근 ‘사용후핵연료’는 원자력발전 분야에서 가장 주요한 이슈다. 사용후핵연료는 원자력발전에서 핵연료가 사용된 뒤 배출되는 고준위 방사성 폐기물로, 폐기 이후에도 지속적으로 방사능과 열을 방출하므로 습식 또는 건식저장을 통하여 안전하게 저장·관리하는 것이 절대적으로 요구된다.

사용후핵연료 건식저장용기는 매우 혹독한 환경에서 견딜 수 있도록 설계돼 있지만, 한번 유출이 대형 악재로 이어지는 만큼 비파괴검사를 통한 건전성 평가가 무엇보다 중요하다.

이러한 사용후핵연료 건식저장용기의 건전성을 평가하기 위한 원격로봇기반의 비파괴검사기술을 전북대학교 최성호 교수(로스알라모스연구소-전북대학교 한국공학연구소)가 개발해 한국원자력학회가 수여하는 ‘학회지 우수논문상’을 받았다.

최 교수는 관련 연구 성과를 이 학회가 발행하는 SCI(E) 학술지인 『Nuclear Engineering and Technology』에 ‘Nondestructive inspection of spent nuclear fuel storage canisters using shear horizontal guided waves(SH 유도초음파를 이용한 사용후핵연료 건식저장용기 비파괴검사)’라는 제목의 논문을 게재했다. 이 연구 성과는 SCI 학회지에 다수 인용되어 세계적으로 연구의 우수성을 인정받고 있다.

이 연구는 미국 DOE(Department of Energy)의 Nuclear Energy Universities Program의 지원을 받은 것으로, 펜실베니아주립대학교(Pennsylvania State University), 미시간대학교(University of Michigan), 일리노이대학교(University of Illinois Urbana-Champaign), 사우스캐롤라이나대학교(University of South Carolina) 등의 협력으로 이뤄졌다.

이 비파괴검사기술은 비접촉방식의 전자기음향초음파를 이용하여 미세균열을 검출하고 건전성을 평가하며, 연구팀이 설계·개발한 비파괴검사 센서는 200。C의 고온 내구성, 6000 krad 이상의 방사능 저항성, 우수한 로봇기반 원격검사 능력이 특징이다.

특히 최 교수는 최근 한국수력원자력 K-CLOUD 사업의 지원을 받아 이와 관련한 후속 연구와 국제협력을 지속하고 있어 관련 분야의 또 다른 연구 성과가 기대되고 있다.

최 교수는 “원격로봇기반의 비파괴검사기술에 대한 국제협력 연구결과가 SCI 학회지에 다수 인용되고 세계적으로 연구의 우수성을 인정받아 기쁘다”며 “최신 비파괴검사 기술 연구와 인력양성에 매진해 안전한 세상을 만드는데 이바지할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

한편, 로스알라모스연구소-전북대학교 한국공학연구소의 비파괴평가연구실(NDE Lab)은 원자력발전소 구조물, 금속 3D프린팅 제품, 항공기 부품, 탄소복합재의 건전성평가 그리고 인공지능&원격로봇기반 비파괴평가에 대한 연구를 수행하고 있으며, 또한 산업통상자원부의 ‘탄소복합재산업 전문인력양성사업’의 지원 하에 ‘탄소복합재 비파괴검사 러닝팩토리(Learning Factory)’를 운영하고 탄소복합재 전문 연구인력을 양성하고 있다.