9개의 검출기(프로브)가 하단에 장착된 KINAC 연구팀이 개발하고 있는 탐지시스템 드론

물체형 시료를 채취해 운반하는 작업을 수행하는 무인로봇. [한국원자력통제기술원 제공]

‘원전 최강국 건설’을 공약으로 내세운 윤석열 국민의힘 후보가 20대 대통령에 당선되면서 국내 원자력계의 기대감이 커지고 있다.

윤 당선인은 ‘신재생과 원자력을 조화한 탄소중립 추진’, ‘국민과 함께하는 원자력정책 추진’, ‘한미원자력동맹 강화와 원전수출’, ‘소형모듈원전 등 차세대원전 및 원자력 수소 기술 개발’ 등 차세대원전 개발을 강화하기로 천명했다.

한국원자력학회는 최근 성명을 통해 신한울 3·4호기 즉시 건설 재개, 고리2호기 계속운전, 사용후핵연료 문제 해결을 위한 법제도 마련을 건의했다.

원자력 전문가들은 국내 원자력산업이 제2의 르네상스를 맞기 위해서는 원자력 안전 확보도 필수적이라고 강조한다. 체르노빌 원전이나 일본 후쿠시마 원전사고를 반복해서는 안되기 때문이다. 이와 관련 최근 국내에서 드론을 이용해 환경 방사능을 측정하고 극한환경의 원전현장에 사람대신 투입되는 로봇 기술 연구가 속도를 내고 있다.

한국원자력통제기술원(KINAC) 김명수 박사 연구팀은 드론을 이용한 핵물질 탐지시스템을 개발했다. 이 드론에는 560g 무게의 매우 가벼운 9개 소형 방사선 검출기를 탑재한다. 검출기를 하나씩 떨어뜨리고, 낙하산이 펴지면서 땅에 착륙한다. 이들 검출기가 방사선을 측정해 그 값을 전달해 지도에 표시하는 방식이다. 낙하형 측정 시스템은 공중에서보다 의심물질에 더 가까이 접근할 수 있어, 정밀한 측정이 가능하다는 것이 장점이다.

KINAC 연구팀은 방사능 오염부지 또는 사람의 접근이 어려운 지역에서 시료를 채취하고 운반해 무인로봇도 개발하고 있다.

여기에 사용되는 것은 한국원자력연구원이 개발한 원전 사고현장에 사람대신 투입돼 작업을 가능케 하는 무인방재로봇이다. 사고대응 로봇 ‘암스트롱’은 유압시스템을 적용해 양 팔로 총 200㎏ 하중의 물건을 자유롭게 움직이고 무한궤도로 험지 이동이 가능하다. 무거운 콘크리트나 폐기물 드럼을 취급하고 소화수를 분사하거나 잔해물 처리, 밸브 조작이 필요한 사고 현장에서 특히 유용하다.

‘사람 팔 모양의 ’마스터 디바이스‘를 움직이면 암스트롱의 팔도 함께 똑같이 움직이는 방식으로, 고중량 파이프를 조립할 수 있다. 랜 커넥터를 꽂는 섬세한 작업까지 가능하다.

KINAC 연구팀이 개조한 암스트롱은 오른팔로 토양에 스탬프를 찍듯 채취 장비를 눌러 시료를 채취한 다음, 다시 왼쪽 팔에 달린 보관 장비로 채취 장비를 운반한다. 총 6개의 시료를 채취할 수 있다.

드론과 로봇은 핵 사찰 활동뿐만 아니라 핵실험, 테러, 방사성 물질에 대한 불법 거래 탐지에도 이용할 수 있다. 또 수명이 끝난 원자력 발전소의 방사성 물질을 제거하는 ’제염 작업과 방사선 모니터링에도 활용될 전망이다.

김명수 박사는 “시뮬레이션과 측정 기반 대용량 데이터베이스를 토대로 AI를 비롯한 다양한 알고리즘을 적용해 규제 현장 활용성을 높이는 방향으로 연구를 수행할 계획”이라면서 “원전 산업 활성화와 함께 핵비확산 등 국제 규범 준수 또한 더욱 중요해 질 것으로 판단되는 만큼 드론, 로봇 등 다양한 4차 산업 기술들을 적극 활용해 나갈 것”이라고 말했다.

구본혁 기자