김진섭 한국원자력연구원 박사가 저선량 감마선원과 방사선 계측기를 이용해 완충재 블록의 밀도와 함수비를 측정하고 있다. [한국원자력연구원 제공]

한국원자력연구원은 고준위폐기물 처분장의 핵심소재인 벤토나이트 완충재 블록의 품질을 실시간 관리할 수 있는 기술을 (주)에이치비씨에 이전했다고 9일 밝혔다.

에이치비씨는 해당 기술을 국내 토목 구조물의 안전진단 등에 우선 활용할 계획이다.

사용후핵연료를 지하 수백m 아래에 영구히 보관하는 시설인 고준위폐기물 처분장은 핵심 소재의 안전성이 장기적으로 유지돼야 한다.

점토질 흙의 일종인 벤토나이트는 처분장의 핵심 소재로 사용후핵연료를 담은 처분 용기에 지하수가 유입되는 것을 차단하고, 방사성물질의 이동을 저지하는 완충재 역할을 한다. 향후 국내 처분장 건설을 대비해 양산 단계의 완충재 품질을 관리·점검할 기술이 필요하다.

기존 실험실 규모에서 사용하던 X-ray CT는 정밀도는 높지만 별도 시설이 필요하고 비싼 데다, 검사할 수 있는 블록 크기도 작아 산업 현장에서 사용하기 어려웠다.

연구팀은 완충재 품질을 실시간으로 관리하기 위해 현장에서 바로 사용할 수 있으면서 신뢰성이 높은 비파괴 검사 방법 개발에 집중했다. 비파괴 검사란 구조물을 부수거나 분해하지 않고도 내부의 강도나 균열 등을 평가할 수 있는 방법이다.

연구팀은 완충재 블록을 투과해 계측된 감마선량을 바탕으로 완충재 블록의 밀도와 수분 함유량을 도출하는 프로그램을 개발하고, 이를 통해 실시간으로 품질을 관리하는 데 성공했다.

감마선 검사장비는 단순하고 크기가 작아 상대적으로 이동이 자유롭고, 검사 비용도 적게 드는 장점이 있다. 초음파나 전기비저항 탐사처럼 검사 대상에 센서를 부착할 필요도 없어 사용도 쉽다.

이 기술은 기존 환경 및 정유화학 분야에서 활용되던 감마선을 처분 및 건설 분야까지 적용 범위를 확대했다는 점도 큰 의미가 있다.

주한규 한국원자력연구원장은 “개발된 비파괴 검사기술은 원자력 처분 분야 뿐 아니라 다양한 건설 분야에서도 수요가 클 것으로 예상되는 파급력 있는 기술”이라고 말했다. 구본혁 기자