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원자력硏, 핵연료 피복관 부식 연구로 '안전한 원전'초석 마련

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3세대 개량 핵연료 피복관의 산화 반응 최초 규명

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 한국원자력연구원은 방사화학연구실 임상호 박사와 영남대 윤영상 교수의 공동연구팀이 세계 최초로 물을 흡착하고 있는 핵연료 피복관의 산화 메커니즘을 규명했다고 1일 밝혔다.

이 결과는 원전의 고온·고압 냉각수와 항상 접촉해있는 핵연료 피복관의 안전성을 개선하는 실마리를 제공할 것으로 예상된다.이번 성과는 영남대 화학과 윤영상 교수팀과의 공동연구 결과로, 유명 학술지인 네이처(Nature) 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 4월호에 게재돼 주목을 받았다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 포항 방사광가속기를 활용해 '고해상도 광전자방출 분광법'으로 ZIRLO 피복관을 실험 중인 윤영상 영남대 교수. [사진=한국원자력연구원] [2020.06.01 swiss2pac@newspim.com

핵연료 피복관은 부식에 강한 지르코늄 합금을 주원료로 이루어져 있어 원자로 내부에서 핵연료를 안전하게 둘러쌓고 있다. 하지만 고온·고압의 물과 핵연료의 열에너지에 노출되기 때문에, 표면에서 산화가 필연적으로 발생한다.

피복관의 산화 작용은 원전의 안전성을 저하하고 핵연료의 성능을 좌우하기 때문에 피복관의 설계단계에서부터 반드시 고려해야 할 요소이다. 따라서 이번 연구로 밝혀낸 데이터를 활용한다면 안전한 고성능의 피복관 제조가 가능할 것으로 본다.

임 박사팀은 국내 가압경수로를 포함해 전 세계적으로 널리 쓰이는 3세대 개량 핵연료 피복관인 '절로(ZIRLO) 피복관'의 수중 산화 반응을 실험했다. 실험 결과, 실온에서 물을 흡착하고 있는 피복관 표면이 산화를 거치면 지르코늄 금속의 비율이 줄어든다는(46.4% → 43.1%) 것을 관측하며, 산화로 인해 지르코늄 산화물이 생성됐다는 것을 확인했다.

그러나 표면에서 지르코늄 산화물이 생성된 ZIRLO 피복관을 고온으로 달구면, 지르코늄 산화물이 분해되는 동시에 다량의 물이 탈착됨을 확인했다. 이 과정에서 산화되었던 피복관 표면이 다시 금속으로 변하는 현상을 관측했다.

이 결과는 고온 환경 피복관 연구의 해석자료로 사용될 수 있으며, 원자력 재료개발 분야에서 주목받고 있는 분야인 피복관 산화 부식 해석 및 중대사고 연구에 다양하게 활용될 것으로 예상된다.

이번 피복관 산화 반응 연구에서는 포항공대에서 운영 중인 원형방사광가속기를 활용해 '고해상도 광전자방출 분광법'으로 물을 머금고 있는 ZIRLO 피복관의 미세한 표면구조를 분석해냈다.

고해상도 광전자방출 분광법은 시료에 X-선 등의 광원을 쏘아 방출된 광전자의 운동에너지를 측정해 시료의 산화 상태 및 구성비를 도출하는 기법이다. 연구팀은 이 기법을 통해 ZIRLO 피복관 표면에서 발생하는 작은 변화까지도 포착할 수 있었다.

이번 연구를 주도한 한국원자력연구원 임상호 박사는 "이번 연구는 방사광가속기 기반 고해상도 광전자방출 분광법을 이용해 세계 최초로 피복관의 물 흡착 메커니즘을 분석한 최초의 결과물로, '안전한 원전'을 만들어나가는 데 도움이 될 것으로 기대한다"고 밝혔다. 

swiss2pac@newspim.com

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美, 3년만에 기준금리 0.25%P 인상 [뉴욕=뉴스핌] 김민정 특파원 = 미국 연방준비제도(Fed)가 16일(현지시간) 3년여 만에 기준금리를 올렸다. 연내 추가 인상 가능성도 함께 열어뒀다.  연준은 이날 이틀간의 연방공개시장위원회(FOMC) 정례회의를 마친 뒤 기준금리 목표 범위를 3.75~4.00%로 0.25%포인트 인상한다고 발표했다. 표결은 12대 0 만장일치였다. 연준이 금리를 올린 것은 지난 2023년 7월 이후 처음이다. FOMC는 성명에서 "오늘의 정책 조치는 위원회의 2% 목표로 더 빠르게 돌아가는 것을 뒷받침할 것"이라고 밝혔다. 금리를 올리지 않으면 물가가 목표치로 내려오는 데 더 오래 걸린다는 뜻이다. 이어 "위원회는 물가 안정을 반드시 달성할 것"이라고 못 박았다. ◆ 워시 "성장은 높고, 문제는 물가"…추가 인상 무게 케빈 워시 연준 의장은 회의 후 기자회견에서 경제 판단부터 정리했다. 그는 "최근 몇 주만 놓고 봐도 광범위하게 정의한 지표들이 경제가 실제로 강해졌음을 말해준다"며 "기저 성장세가 더 높다"고 말했다. 이어 "문제는 물가"라며 "물가 안정은 5년 반 넘게 문제였다"고 지적했다. 최근 지표를 두고는 "6개월 기준으로든 12개월 기준으로든 3%를 넘는 상승률을 기록하는 항목이 여전히 너무 많다"고 말했다. 7월 동결 이후 무엇이 바뀌었느냐는 질문에는 세 가지를 들었다. 경제가 강해졌고, 올여름 물가 흐름이 시험을 통과하지 못했으며, 지정학적 상황에 대한 판단이 달라졌다는 것이다. 워시 의장은 "이 세 가지가 오늘의 확고한 만장일치 결정으로 이어졌다"고 설명했다. 케빈 워시 미 연방준비제도(Fed) 의장.[사진=로이터 뉴스핌] 2026.09.17 mj72284@newspim.com 이날 연준은 추가 인상 여지도 열어뒀다. 워시 의장은 현재 금리가 긴축적이냐는 질문에 "금융 여건을 긴축적이라고 표현하기 어렵다고 말해 왔다"며 "지난 이틀간 회의 테이블에서 들어보니 동료들도 그렇게 표현하기를 어려워했다"고 답했다. 이번 인상에 대해서도 "완화를 한 단위 걷어낸 것"이라고만 규정했다. 연속 인상이 필요한지에 대해서는 답을 거부했다. 시장에 방향을 제시하지 않겠다는 새 방침을 지키겠다는 이유에서다. 그는 "데이터 포인트는 노이즈가 많고, 데이터 포인트 의존은 위험한 집착"이라고 말했다. 물가를 잡기 위해 고용을 희생해야 하느냐는 질문에는 "실업률이 기본적으로 완전고용에 부합하는 수준에서 움직이고 있다"며 "목표를 달성하기 위해 노동시장에 해를 끼쳐야 한다고 생각하지 않는다"고 답했다. 함께 공개된 점도표에서는 위원 16명이 올해 안에 최소 한 차례 추가 인상을 예상했다. 6월에는 올해 두 차례 이상을 점친 위원이 6명에 그쳤다. 연말 기준금리 전망 중간값은 4.1%로 6월의 3.8%에서 올랐다. 2027년 중간값은 추가 인상이 없는 것으로 나타났으나 8명은 현 수준보다 0.25%포인트 더 높은 금리를 선호했다. 워시 의장은 6월에 이어 이번에도 전망을 제출하지 않아 19명 중 18명의 점만 찍혔다. 금리를 올렸는데도 물가가 2%로 돌아가는 시점은 오히려 1년 밀려 2029년으로 제시됐다. 성명이 "더 빠른 복귀"를 말한 것과 어긋난다는 지적에 워시 의장은 "쉽게 정리하자면 그것은 내 전망이 아니다"라며 "동료 18명의 전망이고 나는 그것을 충실히 전달했을 뿐"이라고 답했다. LPL파이낸셜의 제프리 로치 수석이코노미스트는 "이번 경제전망 요약 전반에 매파적 색채가 깔려 있다"고 진단했다. ◆ 트럼프 압박엔 "우리 차선 지킨다" 이번 결정은 도널드 트럼프 미국 대통령의 요구와 정면으로 어긋난다. 트럼프 대통령은 최근 연준이 금리를 내리지 않으면 무역 전쟁을 확대하겠다고 위협했고, 지난 13일에는 미국의 차입 비용이 세계에서 가장 낮아야 한다는 주장을 되풀이했다. 워시 의장은 연준 독립성에 대한 시험이라는 시각을 어떻게 보느냐는 질문에 "대통령과의 대화에 대해서는 드릴 말씀이 없고, 나는 월가 뉴스레터가 아니다"라고 답했다. 이어 "독립성은 양방향 도로"라며 "무역 정책과 재정 정책을 하는 이들도 자기 차선을 지키게 한다. 그래야 우리가 여기 서서 보이는 대로 말할 수 있다"고 말했다. 시장은 기자회견을 거치며 방향을 틀었다. 발표 직후 오름세를 보였던 증시는 하락 전환했고, 연준 정책 기대를 반영하는 2년물 국채 금리는 큰 폭으로 올랐다. 페더레이티드헤르메스의 캐런 마나 채권 전략가는 "긴축 위험의 상당 부분은 이미 가격에 반영돼 있고 더 큰 신호는 연준이 이것으로 충분하다고 보느냐 아니면 더 이어질 것의 시작으로 보느냐"라고 짚었다. mj72284@newspim.com 2026-09-17 04:15
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'수시접수 먹통' 250명 이상 구제 가능할까 [서울=뉴스핌] 송주원 기자 = 최교진 교육부 장관이 2027학년도 대학 수시모집 원서접수 시스템 장애와 관련해 실제 구제 대상 수험생이 250명을 넘어설 것으로 예상한다고 밝혔다. 최 장관은 16일 국회 교육위원회 전체회의에서 강경숙 조국혁신당 의원이 구제 대상 수험생 규모를 묻자 "현재 저희가 파악한 것으로는 한 250명 정도 이상이 될 것으로 생각한다"고 말했다. 최교진 교육부 장관이 12일 서울 여의도 국회에서 열린 교육위원회 제2차 전체회의에서 발언하고 있다. [사진 = 뉴스핌DB] 당초 교육부는 장애가 발생한 시간대에 접속하거나 원서 작성을 진행한 기록 등을 토대로 구제 가능성이 있는 수험생을 최대 1200여 명으로 추산했다. 이후 별도로 구제 신청을 접수한 뒤 수험생별 접속 기록과 원서 작성 이력 등을 확인해 실제 장애로 원서접수를 완료하지 못했는지 심사하고 있다. 이 과정에서 구제 요건에 해당하는 수험생 규모가 당초 추산치보다 크게 줄어든 것으로 보인다. 교육부는 이날부터 특별조사반을 가동해 장애 발생 원인뿐 아니라 원서접수 대행업체의 사전 대비와 사후 대응이 적절했는지까지 점검하기로 했다. 시스템 장애의 원인과 대응 과정 전반을 들여다보기 위한 특별조사에도 들어갔다. 조사 대상에는 장애 발생 경위와 업체의 사전 점검 체계, 장애 발생 이후 조치뿐 아니라 원서접수 시스템의 운영 구조 전반이 포함될 예정이다. 최 장관은 특별조사반 구성에 대해 "전문성이 있는 분들을 전체적으로, 회계 담당까지 포함해서 구성해 철저하게 해보려고 한다"고 설명했다. jane94@newspim.com 2026-09-16 15:04
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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