전자빔이 원자력 산업을 도약시키는 방법

Alicia Brunner included in Clean Energy Engineering Energy

2024-02-22 536 words 3 minutes

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전자빔 용접(EBW)은 원자 수준에서 재료를 접합하는 고도의 첨단 방법으로, 소형 모듈형 원자로(SMR)를 통한 원자력 생산 방식을 혁신할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 고에너지 전자에 의해 생성되는 엄청난 열을 활용함으로써 EBW는 SMR 건설 시 부품을 정밀하고 효율적으로 융합하여 궁극적으로 더 깨끗하고 지속 가능한 에너지 믹스에 기여할 수 있습니다.

원자력은 기존의 화석 연료 기반 에너지원보다 더 안정적이고 환경 친화적인 대안이지만, 압도적인 수의 원자력 발전 시설이 노후화 시점에 도달했다는 사실에 당면한 곤경에 처해 있습니다.

이들과 비슷한 대체 시설을 건설하려면 막대한 비용과 시간이 소요될 것입니다. 이러한 비용에다 잇따른 원전 사고로 인해 원자력에 대한 대중의 경계심이 더해지면, 현재 감소 추세에 있는 원자력 산업은 .

원자력 부문의 활성화는 작고 효율적인 설계가 특징인 소형 모듈형 원자로의 구현을 통해 잠재적으로 달성할 수 있습니다.

거대한 규모로 현장에서 건설되는 기존 원자로와 달리, 이 혁신적인 시스템은 크기가 크게 줄어들고 제조 시설 내에서 제작할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 일단 완성되면 지정된 장소로 운반하여 설치할 수 있으며, 크기가 작기 때문에 대형 원자로에 비해 더 넓은 범위의 현장에 설치할 수 있다는 장점이 있습니다.

소형 모듈형 원자로(SMR)가 지속 가능하고 환경적으로 책임 있는 발전을 추구하는 데 의미 있게 기여하기 위해서는 생산 비용을 최대한 최소화하는 것이 필수적입니다.

소형 모듈형 원자로(SMR)는 기존의 대규모 원전만큼 많은 전력을 생산하지는 못하지만 비용, 속도, 안전성 및 확장성 측면에서 여러 가지 장점을 제공합니다. 이러한 소형 설계는 대형 원전보다 더 빠르게 제작할 수 있어 에너지 자원을 더 효율적으로 배치할 수 있습니다. 또한 여러 개의 SMR을 함께 클러스터링하면 안전이나 효율성을 희생하지 않고도 전체 전기 출력을 높일 수 있습니다. 이러한 시스템에 첨단 기술과 설계 원칙을 통합하면 광범위한 채택 가능성을 더욱 높일 수 있습니다.

하지만 SMR의 잠재적 이점은 아직 입증되지 않았습니다.미국 규제 당국은 단 한 개의 소형 모듈형 원자로 설계만을 인증했으며, 풍력이나 태양광보다 더 비싼 예산으로 인해 2023년 11월에 를 사용하여 발전소를 건설하려는 프로젝트가 취소되었습니다.

소형 모듈형 원자로(SMR)가 청정에너지의 미래에 기여하기 위해서는 생산 비용을 최소화하는 것이 중요합니다. 영국의 저명한 엔지니어링 회사인 셰필드 포지마스터스(Sheffield Forgemasters)가 산업적으로 구현한 전자빔 용접의 발전이 유망한 해결책이 될 수 있습니다. 이 혁신적인 접근 방식은 SMR을 위한 비용 효율적인 제조 공정을 달성하는 데 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

" 전자빔 용접 “이라고 불리는 이 기술은 전자 빔을 사용하여 원자 수준에서 재료를 융합합니다. 이 기술은 1950년대에 발명되었으며, 자동차 및 항공우주 산업의 제조업체는 이미 고품질 용접을 위해 이 기술을 사용하고 있습니다.

전자빔 용접은 대체 방법에 비해 신속한 실행과 강도 및 청결도 측면에서 우수한 품질을 보여줍니다.

가레스 바커

소형 모듈형 원자로(SMR)의 생산, 특히 이러한 시스템 내에서 핵연료를 담는 핵 압력 용기 제작과 관련하여 전자빔 용접의 잠재력을 설명하기 위해 셰필드 포그 마스터는 이 첨단 방법론을 활용한 실증 실험을 수행했습니다.

영국 회사 에 따르면 전통적인 방법으로 이 용접을 하려면 120~150일이 걸리지만, 첨단 기술을 사용하여 단 2시간 만에 공정을 완료할 수 있었습니다.

“전자빔 용접 공정은 더 빠를 뿐만 아니라 더 깨끗하고 강한 용접을 생성합니다.“라고 이 회사의 수석 엔지니어인 가레스 바커 는 BNN 속보 에 말했습니다. “이것은 우리가 더 안정적이고 오래 지속되는 핵 압력 용기를 만들 수 있다는 것을 의미합니다.”

미래를 내다보며: 셰필드 포지마스터스는 1950년대부터 원자력 산업을 위해 부품을 제조해왔으며 이미 롤스로이스와 GE 히타치 원자력 에너지를 포함한 여러 SMR 개발업체와 양해각서를 체결했습니다.

전자빔 용접을 활용하는 것이 소형 모듈형 원자로(SMR)와 관련된 비용을 절감하는 실행 가능한 솔루션으로 입증된다면 영국뿐만 아니라 다른 지역에서도 원자력 부문에 활력을 불어넣을 잠재력을 가지고 있습니다.

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