■ 국내 최초 처분공 전용 굴착장비 개발 … 실제 암반 굴착으로 성능·시공성 검증

■ 처분공 굴착부터 암반평가·건설재료 개발까지… 처분시설 핵심 건설기술 연구 지속

■ 건설사 유일 국책연구 참여… 원전 건설·해체·처분 아우르는 전주기 역량 강화

현대건설이 개발한 사용후핵연료 처분공 전용 굴착장비

현대건설이 고준위 방사성폐기물 처분시설 건설에 필요한 핵심 기술 확보에 속도를 내고 있다.

현대건설은 국내 건설사 최초로 사용후핵연료 처분공(Deposition Hole) 전용 굴착장비를 개발한 데 이어, 연구 실증부지 내 지하 암반에서 실제 처분공 규모의 굴착을 성공적으로 완료했다고 2일(금) 밝혔다. 이번 성과는 한국원자력환경공단이 주관하는 사용후핵연료 관리 기술개발 국책연구를 통해 이뤄졌다. 현대건설은 건설사로는 유일하게 연구에 참여하고 있으며, 현대건설과 현대엔지니어링의 통합 R&D 조직인 HMG건설기술연구원을 중심으로 굴착장비와 공법, 암반 모니터링 등 처분시설 건설에 필요한 핵심 기술을 개발하고 있다.

*처분공(Deposition Hole): 사용후핵연료를 밀봉한 처분용기를 지하 암반에 최종 배치해 장기간 안전하게 격리하기 위해 굴착하는 구멍

사용후핵연료는 원자력발전소에서 연료로 사용된 후 인출된 핵연료로, 장기간 높은 방사능과 열을 방출하기 때문에 안전한 관리와 처분을 위한 기술 확보가 중요하다. 이에 따라 깊은 지하 암반에 조성되는 처분시설에서는 사용후핵연료를 담은 처분용기가 최종 배치되는 처분공의 시공 품질이 시설의 장기 안전성을 좌우한다. 특히 처분공 굴착 과정에서 주변 암반에 균열이나 손상이 발생하면 지하수 이동 경로가 형성될 수 있어, 굴착손상영역(EDZ, Excavation Damaged Zone)을 최소화할 수 있는 정밀 시공기술이 요구된다.

현대건설이 개발한 처분공 전용 굴착장비는 직경 1.75m, 길이 5.7m 규모로, 한국형 심층처분시스템(KORADIS)에서 요구하는 처분공 규격과 시공 조건을 반영해 설계됐다. 특히 다수의 처분공을 반복 시공해야 하는 처분시설의 특성을 고려해 ‘접이식 커터헤드(Foldable Cutterhead)’를 적용했다. 굴착 완료 후 커터헤드를 접어 장비를 안정적으로 회수한 뒤 재사용할 수 있도록 한 것이 핵심이다.

*한국형 심층처분시스템(KORADIS): Korea Advanced Disposal System; 한국의 지질환경 및 기술 여건에 맞게 구체화한 사용후핵연료 처분시스템

현대건설은 연구용 지하 터널에서 실제 처분공 규모의 암반 굴착을 수행하며 장비의 성능과 시공성을 검증했다. 실증 과정에서는 AI를 활용해 굴진 데이터를 실시간으로 분석하고 지반 조건을 파악하는 한편, 분석 결과와 장비 성능을 고려해 최적의 굴착을 수행했다. 굴착 완료 후에는 라이다 기반 디지털 매핑을 통해 시공 품질을 확인하고 처분공의 적합성을 평가함으로써 결과의 신뢰도를 높였다.

현대건설은 처분시설의 장기 안전성을 확보하기 위해 굴착 기술에서 건설재료 및 암반 기술 분야까지 연구 범위를 확대하고 있다. 공학적 방벽의 장기 성능 확보 및 지하수 유입 제어를 위한 콘크리트·그라우트를 개발하고, 동시에 국내 지질 특성을 반영한 암반 분류 체계와 디지털 기반의 암반 평가·모니터링 기술을 고도화해 처분시설 건설에 필요한 핵심 기술을 종합적으로 확보할 방침이다.

HMG건설기술연구원 관계자는 “국내 건설사 최초로 처분공 전용 굴착장비를 개발하고 실제 암반 굴착을 통해 성능과 시공성을 검증했다는 점에서 의미가 크다”며 “원전 건설부터 해체, 사용후핵연료 처분까지 전주기를 아우르는 핵심 역량을 통해 글로벌 원전 산업의 게임 체인저로서 현대건설의 위상을 강화해 나가겠다”고 밝혔다.