College Of Engineering
서울공대 이야기

원자핵공학과 중점 연구 분야

2004.06.22 11:23

lee496 조회 수:4466

 

중점 연구 분야

        

    21세기의 새로운 기술 수요와 환경에 따라 우리 학과가 주도적으로 연구하고자 하는 분야를 핵분열과 핵융합 에너지 연구를 기반으로 하여 확장된 다음의 세 분야로 나누어 진행 중이다.


    1) 원자력 시스템 공학 분야는 핵분열 반응으로 얻을 수는 막대한 에너지를 평화적으로 이용하여 전력 및 동력으로 변환함으로써 에너지 안보, 지구 온난화 억제를 통해 환경보호와 발전 원가 절감으로 국가 경쟁력 향상을 추구한다.  현재 세계에 430 여기의 상용 원전이 운전 중이며 약 700기의 항공모함/잠수함 등 선박용 원자로가 사용되어, 이 분야 원자력 시스템이 주요 에너지원으로서 위치를 이미 확보하였다.  국내 원전은 전력 생산의 약 43%를 감당하고 있으며, 2002년 기준 370억불이나 되는 에너지 수입(국가 총 수입액의 25%)의 억제에 중요한 버팀목 역할을 하고 있다.  최근에 안전 문제의 기술적 해결, 폐기물 문제 대책의 가시화, 화석연료의 가격 상승과 지구 온난화의 심화 등에 힘입어, 원자력 발전이 다시 21세기의 세계 주요 사업의 하나로 부흥할 조짐이 일고 있다.  이 분야는 상용 원자력 발전 및 동력 시스템의 설계 혁신, 안전성 증진 및 성능개선, 그리고 핵종변환 공학 부문으로 나누어진다.

  원자력 설계혁신 부문은 중성자물리학을 핵심으로 한 원자로 설계해석, 열수력학, 구조재료공학, 원전 계측-제어공학 및 시스템-신뢰성 공학의 전공으로 나누어진다. 이 부문에서는 상용 원전 및 핵연료의 국제 경쟁력 확보를 목표로 체계적인 연구개발이 수행되고 있다.  아울러 다목적 중소형 원자로, 액체금속 원자로, 기체냉각 원자로, 원자력 추진기관 개발도 진행되고 있다. 

   원전 안전성-성능 부문은 한국 표준형 원전 및 차세대 원전의 개발 및 안전성과 동시에 경제성 제고에 대해 집중적으로 연구되어 왔으며, 앞으로 가동 원전 안전성 확보, 신뢰성 공학, 성능개선 및 수명연장에도 활발한 연구가 요청되고 있다.

   핵종변환 공학 부문에서는 원자력의 환경 친화성과 핵연료 자원의 확대를 위해 장수명 방사성 폐기물을 핵반응으로 태우는 동시에 에너지를 생산하며 내부적으로 핵연료를 재생하는 평화적인 핵변환로의 개발이 추진 중이다.  이를 통하여 금세기 내에 원자력발전의 폐기물 문제를 근본적으로 해결하는 동시에, 향후 수 천년간 세계 에너지 수요를 충당할 수 있는 새로운 길을 개척하고 있다.


    2) 플라즈마・양자 물리 공학 분야에서는 핵융합 연구를 통해 축적된 플라즈마 응용공학, 기초 및 응용분야에 파급 효과가 큰 가속기 및 빔 공학과 레이저 공학 등을 포함하여 기본 물리를 바탕으로 한 새로운 첨단 공학분야를 지향한다.

  핵융합 및 플라즈마 공학은 이론보다 실용성 위주의 실험이 앞서가는 분야로 향후 핵융합 에너지의 실용화 연구와 저온 플라즈마 공정기술의 산업적 활용 확대가 크게 기대되며, 이 분야의 연구를 통해 미래 에너지원의 개발과 신소재 및 유해환경 처리 등 첨단 극한기술의 개발에 기여할 것이다.  국책사업으로 진행 중인 KSTAR 초전도 토카막장치 완성 후 계속될 각종 핵융합 플라즈마 실험 및 연구개발에 대비한 기반 연구를 계속 구축해 나갈 것이다.  또한, 현재 연구 중인 다양한 저온 플라즈마 발생장치 및 응용 시스템 개발을 진행하면서, 이를 이용한 신소재 및 환경산업에서의 공정기술 개발에 더욱 적극적인 확대를 시도한다.  이와 같은 플라즈마 공학은 반도체 제조 공정, 기능성 소재 생산 및 개질, 유해 폐기물 처리 및 정화 등과 같은 전기전자, 신소재 분야의 응용은 물론 환경분야에 까지 활용된다.

  가속기 및 빔 공학에서는 여러 가지 고 에너지 입자 빔, 레이저, X선 등의 방사선원의 개발과 연구를 수행하여 다음의 방사선 공학분야의 연구 활성화를 도모한다. 아울러 여기에서 개발된 가속기 및 레이저 기술은 산업적인 응용 뿐 아니라 물리, 화학, 생물 등의 기초과학 분야의 첨단연구 시설을 제공하는 중요한 역할도 수행하게된다.

  중점 연구 분야는 (1) 핵융합 플라즈마 해석 및 제어 연구, (2) 환경 및 소재 분야에서의 응용성이 광범위한 열플라즈마 연구, (3) 신소재 개발, 미세 가공 등에 쓰일 방사선 및 플라즈마 원 연구, (4) X-선, 중성자 등을 생산하는 가속기 연구, (5) 기타 에너지 관련 응용 장치 연구 등이다.


    3) 방사선 공학분야는 방사성동위원소 또는 물리공학 분야에 의해 제공되는 플라즈마 원, 가속기 등에 의해 생성되는 여러 가지 방사선의 다양한 이용 기술과 원전 폐기물과 같은 방사성폐기물의 처분 기술을 연구하여 환경 친화적이며 삶의 질을 향상시킬 수 있는 분야로 방사선응용 공학방사선 환경 공학이 있다.  방사선 응용 분야는 기존의 여러 산업분야의 응용은 물론 방사선을 이용한 생명과학, 의공학 등의 연구를 강화하여야 할 것이다. 특히 이 분야는 방사선 공학적 지식을 의학에 응용하여 질병의 진단과 치료를 위한 새로운 기술과 장비 및 기술에 대한 새로운 아이디어를 진료에 실현할 수 있는 기술을 개발하는 분야이다.  또한 “깨끗한 에너지”로서의 원자력 에너지 이용에서 가장 부정적인 요소인 방사성 폐기물의 처리 기술 개발이 방사성 환경 분야 연구의 중점 사항이 될 것이다.  따라서 환경 응용연구에서는 가속기를 이용한 장주기 핵종 소멸처리 기술, 원자력을 이용한 일반 폐기물 처리 기술 등 명실상부한 원자력의 환경 친화적 공학측면을 살릴 수 있는 요소기술을 연구한다.  또한 플라즈마, 가속기 등의 기술을 이용한 일반 유해 물질의 처리와 같은 환경분야의 연구가 중요해지고 있다.  중점 연구 분야는 (1) 계측기기, (2) 보건물리 및 생명과학, (3) 폐기물처리 등이다.


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