기후위기 대응과 에너지 안보의 중요성이 높아지며, 원자력은 탄소중립 실현의 핵심 동력으로 재조명받고 있다. 특히 소형모듈원자로(SMR)는 기존 대형원전의 대안으로 부상하며, 세계 각국이 기술개발과 상용화를 위한 경쟁에 본격적으로 뛰어들고 있다. SMR은 우수한 안전성과 경제성, 그리고 운전 유연성을 바탕으로 탄력적 에너지 수급이 필요한 환경에 적합한 발전원으로 평가받는다. 이에 따라 원자로 기술뿐 아니라 이를 구성하는 핵심 부품, 특히 연료 기술의 중요성이 더욱 커지고 있다.
국내에서도 이러한 흐름에 발맞춰 한전원자력연료(주)(이하 KNF)가 SMR 원자력연료 개발의 선도적 역할을 수행하고 있다. 1982년 설립된 KNF는 원자력 연료의 설계, 제조, 연구개발을 전담해온 전문기관으로, 현재 국내와 아랍에미리트(UAE)의 모든 대형원전에 원자력연료를 전량 공급하고 있으며, 체코 등 다수의 원전 수출 사업에도 참여해 수주 기회를 확대해 나가고 있다.
특히 SMR 분야에서는 SMART-100과 해외 SMR의 원자력연료 설계 용역 수행 및 공동 개발 경험을 바탕으로 다양한 노형에 대한 설계 및 검증 역량을 축적해 국내 혁신형 SMR에 최적화된 원자력연료와 노심 구성품을 자체 개발 중이다.
현재 KNF가 주력하고 있는 혁신형 SMR 기술개발 분야는 크게 세 분야로 구분된다. 첫째, 설계기술 분야에서는 무붕산 노심 운전과 탄력 운전 적용을 위한 반응도 제어 기술, 노심 보호 계통 및 해석 코드 고도화가 진행 중이다. 둘째, 제조기술 측면에서는 원자력연료 및 가연성흡수봉의 시작품 제작과 공정 자격인증이 추진되고 있으며, 마지막으로 혁신기술 영역에서 3차원 노심 해석 코드와 최적 임계열속상관식 등 핵심 설계 변수에 대한 해석 기법을 정교화하고 있다.
