서울대학교 원자핵공학과 최성열 교수의 핵주기 및 핵비확산 연구실에서는 핵연료주기 전반에 걸친 폭 넓은 연구를 통해 사용후핵연료등 현재 원자력 산업이 직면한 문제를 해결하기 위해 혁신적이고 도전적인 연구들을 수행하고 있다. 또한, 핵연료주기에서 파생되는 원자력 미래 기술 분야 및 핵안보 분야의 연구를 진행하고 있다.

[용융염 파이로프로세싱]

새로운 원자로 모형인 용융염원자로 등 선진원자로 모형에 관한 관심이 증대됨에 따라 이에 관한 다양한 연구가 국내외로 활발히 진행되고 있다. 하지만 고온 용융염 환경에서 원자로 구조재의 부식과 같은 건전성에 대한 연구는 미비한 상태이며 이를 실시간으로 감지하는 기술은 더욱 미비한 상태이다. 따라서 저희 연구실에선 원자로 구조재의 건전성을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 기술을 개발 중에 있다. 또한 이를 바탕으로 구조재 부식의 실시간 감시 및 진단을 할 수 있는 인공지능 기반 내부검사 시스템을 개발 중에 있다.

[사용후핵연료 처분]

원자력발전으로 나온 사용후핵연료는 고방사선을 방출하는 물질이므로 생태계로부터 안전하게 격리되어야 하며 이를 위해 전 세계 다양한 국가 역시 힘을 합쳐 사용후핵연료 문제를 해결하기 위해 DECOVALEX등 여러 가지 프로젝트를 진행 중이다. 핵연료주기 및 핵비확산 연구실에선 심층처분장의 안전성을 담보하기 위해 공학적 방벽에서 발생하는 다양한 열-수리-기계-화학적 거동을 예측하는 모델을 개발하고 있다. 공학적 방벽 내에서 발생하는 다양한 현상들을 모델링하여 처분장의 온도, 포화도, 응력 등을 해석하며 다양한 상황을 고려할 때도 건전성이 확보되는지 검증하는 것이 연구의 핵심이라고 할 수 있다.

또한 연구실에선 사용후핵연료를 보관하는 캐니스터의 부식에 관한 연구도 진행하는 중이다. 캐니스터의 부식은 처분장 전체의 건전성에 지대한 영향을 미치지만, 심층처분장의 지화학적 부식 환경은 일반적인 부식환경과 다르기에 정확한 부식 메커니즘을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 실험을 통한 부식 메커니즘을 이해한 후, 모델 개발을 통해 정확한 부식 거동을 예측하는 것이 연구의 핵심이다.