5g 우라늄이 만드는 전기…한전원자력연료 생산현장을 가다[르포]

[세종=뉴시스]김동현 기자 = "한전원자력연료는 원자력발전에 사용되는 연료의 국산화와 기술 자립을 위해 1982년 설립된 회사로 경수로형 원전과 중수로형 원전에 필요한 원자력연료를 제조·공급하는 국내 유일의 원자력연료 전문회사입니다."

지난 29일 정부세종청사에서 약 30여분 거리에 위치한 대전 유성구 대덕연구단지에 위치한 한전원자력연료를 방문해 한전원자력 연료가 어떤 업무를 수행하는 지 여부를 묻는 질문에 관계자가 대답한 말이다.

원자력발전에 사용되는 핵심 원료를 국산화하기 위해 1982년 한국전력공사와 한국원자력연구원의 공동 투자로 설립된 한국핵연료주식회사가 모태로 원자력연료의 설계, 제조, 서비스 업무를 수행하는 기관이다.

국가중요시설 가급에 해당하는 만큼 보안도 철저했다. 이곳을 방문하기 위해선 휴대폰 카메라에 보안방치 스티커를 부착해야 했고 노트북 등에 포함된 카메라도 사용할 수 없도록 철저한 촬영 제한이 이뤄졌다.

회사측은 원자력연료 생산시설이 안전과 품질관리 뿐 만 아니라 보안 관리도 중요한 만큼 일부 생산구역, 설비, 공정 등에 대해선 공개와 촬영 여부가 제한될 수 있고 외부에 반출할 수 있는 사진 등도 검열이 완료된 것에 한정된다는 입장이다.

엄격하고 철저한 보안 과정을 거쳐 가장 먼저 방문한 곳은 1공장으로 이곳에서는 연료봉 제작, 소결체 장입, 연료봉 검사, 연료집합체 제조, 연료봉 품질검사, 집합체 조립공정 등을 볼 수 있었다.

회사는 원자력 발전에 필요한 연료를 만드는 첫 번째 과정으로 소결체 제조 공정을 소개했다.

해당 공정은 이산화우라늄 분말을 압문, 소셜한 뒤 연삭해 소결체를 제조한다. 완성된 소결체는 약 5.2g, 직경 8㎜, 높이 10㎜에 달하는 작은 이산화우라늄 분말입자로 만들어진다.

가루 형태의 이산화우라늄을 강한 압력으로 눌러 작은 원통 모양으로 만든 뒤, 높은 온도에서 단단하게 굽고 표면을 다듬어 소결체를 완성하는 방식이다. 1개의 소결체는 구멍이 없는 작은 연탄 모양으로 제작된다.

원자력 발전 연료로 사용되기에는 너무 작다는 생각이 들었을 때 한전원자력연료 측은 소결체 1개가 시간당 약 1800킬로와트(㎾)의 전력을 생산하는데 이는 4인 가족이 6개월 동안 전기를 사용할 수 있는 양과 유사한 수준이라고 설명했다.

1개만으로도 엄청난 에너지원으로 활용될 수 있는 소결체 수천개가 모여 하나의 핵연료봉을 이루고, 여러개의 핵연료봉이 핵연료 집합체를 구성하고 이렇게 만들어진 집합체가 원자력 발전에서 전기를 생산하는 역할을 담당한다.

1개의 집합체는 1억6000㎾에 달하는 전력 생산을 할 수 있으며 생산된 집합체는 한국표준형 원전용 개량연료(PLUS7)에는 236개, 위스팅하우스형 개량 원자력연료(ACE7)에는 264개가 사용된다.

원자력연료는 경수로형과 중수로형에 나눠 제작된다. 경수로는 육불화우라늄(UF6) 형태로 수입된 원료 이산화우라늄(UO₂) 분말로 변환해 첨가물과 함께 소결체를 만들고 연료봉, 네모난 모양으로 집합체를 제작하는 것이 특징이다.

중수로는 천연 이산화우라늄 분말을 수입해 소결체를 제작하고 연료봉을 완성한 뒤 이를 원형 형태로 묶어 집합체를 완성하는 방식으로 원자력 연료를 만든다. 경수로와 중수로에 사용하는 우라늄 형태와 조건이 다른 것을 고려한 공정이다.

우라늄 원료를 다루는 곳인 만큼 안전에는 이상이 없을까. 회사는 소결체를 만드는 공정에서의 작업자들은 마스트와 장갑, 작업복을 착용하지만 해당 공정에서의 방사는 수준은 자연방사능 수준이기 때문에 위험하지 않다는 입장이다.

연료봉 제작, 소결체 장입, 연료봉 검사, 연료집합체 제조 등 다른 공정에서 근무하는 작업자들은 피폭 우려가 전혀 없음을 보여주듯 편한 복장을 입고 근무를 하는 모습을 확인할 수 있었다.

이곳에서 생산되는 모든 제품들은 품질에 대한 엄격한 검사를 받게 된다. 원자력연료는 원전 운전과 직접 연결되는 핵심 구성품이기 때문에 제조 전 과정에서 엄격한 품질 관리와 검사를 진행하고 있는 중이다.

또 한전원자력원료는 고객의 요구사항, 관련 코드와 규격, 품질경영 기준을 반영한 품질경영 체계를 운영한다. 제조 과정에서 공정별 관리와 검사 절차를 통해 원자력연료의 품질을 확인하는 것을 목표로 한다.

아울러 연료서비스 업무도 수행한다. 연료서비스는 원자력연료 및 원자로 관리기술, 원자력연료 관련 서비스, 사용후연료의 검사 및 수리 기술 등이 포함된다.

연료를 공급하는데 그치지 않고 원전에서 연료를 안정적으로 사용할 수 있도록 지원하는 중이다. 현재는 한국수력원자력에 장기출장 형식으로 직원들이 나가 안전한 연료 사용을 돕고 있는 중이다.

정창진 한전원자력연료 사장은 "회사는 원자력연료를 생산해 국내 원전에 공급할 뿐 만 아니라 해외 수출도 최근 5년간 전체 매출에 30%를 차지할 정도로 높은 생산성을 보이고 있다"며 "국가 에너지정책 이행과 해외에서 국내 원자력연료 시장 성장에 기여할 수 있도록 많은 노력을 하겠다"고 전했다.

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