매일안전신문 - 현대건설, 사용후핵연료 ‘처분공’ 굴착장비 개발...지하 암반서 실증

▲ 현대건설이 개발한 사용후핵연료 처분공 전용 굴착장비(사진: 현대건설 제공)

[매일안전신문=이정자 기자] 현대건설이 사용후핵연료를 지하에 처분하기 위한 시설 건설 기술 개발에 나서고 있다. 처분용기를 배치하는 구멍인 ‘처분공’ 전용 굴착장비를 개발하고, 지하 암반에서 실제 시설과 같은 규모의 굴착 실증을 진행했다.

현대건설은 사용후핵연료 처분공(Deposition Hole) 전용 굴착장비를 개발하고 연구 실증부지의 지하 암반에서 실제 처분공 규모의 굴착을 완료했다고 2일 밝혔다.

이번 연구는 한국원자력환경공단이 주관하는 사용후핵연료 관리 기술개발 국책연구의 하나로 진행됐다. 현대건설은 건설사로는 유일하게 해당 연구에 참여하고 있으며 현대건설과 현대엔지니어링의 통합 연구개발 조직인 HMG건설기술연구원을 중심으로 관련 기술을 개발하고 있다.

처분공은 사용후핵연료를 밀봉한 처분용기를 지하 암반에 배치하기 위해 만드는 공간이다. 원자력발전소에서 사용한 뒤 인출한 핵연료는 높은 수준의 방사능과 열을 장기간 방출하기 때문에 지하 처분시설을 통한 관리 방안이 연구되고 있다.

처분시설을 시공할 때는 굴착 과정에서 주변 암반에 발생하는 손상을 관리하는 기술이 요구된다. 암반에 균열 등이 생길 경우 지하수 이동에 영향을 줄 수 있어 굴착손상영역(EDZ)을 줄이는 것이 주요 기술 과제 가운데 하나다.

현대건설이 개발한 굴착장비는 직경 1.75m, 길이 5.7m 규모다. 한국의 지질환경과 기술 여건 등을 반영한 한국형 심층처분시스템(KORADIS)의 처분공 규격과 시공 조건을 기준으로 설계됐다.

장비에는 굴착부를 접을 수 있는 ‘접이식 커터헤드(Foldable Cutterhead)’가 적용됐다. 하나의 처분공 굴착이 끝나면 커터헤드를 접어 장비를 회수하고 다른 처분공 시공에 다시 사용할 수 있는 구조다.

현대건설은 연구용 지하 터널에서 실제 처분공과 같은 규모로 암반을 굴착해 장비의 작동과 시공 과정을 확인했다.

실증 과정에는 인공지능(AI) 기반 분석 기술도 활용됐다. 굴착 과정에서 발생하는 데이터를 실시간으로 분석해 지반 상태를 확인하고 이를 굴착 작업에 반영했다.

굴착을 마친 뒤에는 라이다(LiDAR)를 이용한 디지털 매핑으로 처분공의 형태와 시공 상태 등을 확인했다.

현대건설은 처분공 굴착 외에도 처분시설에 사용되는 건설재료와 암반 관련 기술을 연구하고 있다. 지하수 유입 제어 등에 사용하는 콘크리트와 그라우트 개발을 진행하는 한편 국내 지질 특성을 고려한 암반 분류와 디지털 기반 평가·모니터링 기술도 연구할 계획이다.

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