[스페셜경제=윤성균 기자]원자력발전소는 물론 산업 전반에 사용될 첨단 신소재의 국내 연구가 성과를 보이고 있다.

한국원자력연구원은 기존 소재보다 고온과 중성자에 강한 ‘산화물분산강화 신소재 및 튜브 제조기술’을 국내 최초로 개발했다고 4일 밝혔다.

산화물분산강화(ODS) 소재는 철강 내부에 열에 강한 산화물을 나노 크기로 분산시켜 제조하는 고강도 내열성 합금이다.

ODS 소재는 고온에서 잘 변형되지 않고 중성자에 노출돼도 물질 구조가 쉽게 변하지 않는 특성이 있다.

핵연료피복관을 비롯해 항공 엔진, 터빈 블레이드, 선박 엔진용 노즐 등 산업 전반에 활용되고 있다.

미국, 일본, 프랑스와 같은 선진국에서는 수십 년 전부터 고강도 ODS 소재를 개발하기 위해 연구하고 있다.

이에 원자력연구원도 신소재개발실 김태규 박사팀을 중심으로 지난 2012년부터 원자로 핵연료피복관에 사용할 ODS 소재 연구를 추진해 왔다.

그 결과 ‘내열성 고강도 ODS 철강(ARROS)’ 제조에 성공해 국내와 일본에 특허 등록을 마쳤다.

또 초정밀 튜브 전문 중소기업인 신한금속㈜과 함께 핵연료피복관에 사용할 수 있는 지름 7.4㎜, 두께 0.6㎜, 길이 3000㎜의 정밀 튜브개발에 성공해 상용화 가능성도 열었다.

연구원이 개발한 ARROS는 수많은 연구 끝에 고유의 합금 비율과 성분을 찾아낸 것으로, 기존 ODS 소재보다 내구성이 월등히 우수한 것으로 알려졌다.

연구원은 추후 원자로 안에서 ARROS의 중성자 조사 성능을 검증하고, 핵연료피복관 소재로 사용하기 위한 연구를 계속할 계획이다.

또한 ARROS를 대형 선박의 연료분사 노즐에 적용할 수 있는 방안을 산업체와 협의 중이다.

김태규 박사는 “이번 연구 결과는 원자력기술이 원자력분야뿐만 아니라 화력발전, 핵융합, 선박, 국방 및 우주항공분야 등 차세대 산업에 직접 적용되는 중요 사례가 될 것”이라며 “국내 ODS 소재 산업의 기술선도와 함께 국제 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.