[최종목표]
o 광섬유 레이저·기계적 호환 원격 자동화 콘크리트 표면파쇄 통합설비 개발 및 실증
[세부 목표]
o 고반력 지지형 콘크리트 스캐블링 로봇 상용화 및 핵심 부품 국산화
- 콘크리트 고반력 대응지지 구조 설계 및 제작
- 분진 회수 모듈 일체형 스캐블링 시스템 개발
- 주요 스캐블링 부품 국산화
o 광섬유 레이저 기반 측정-제염 통합설비 개발
- 레이저 출력 기반 제염 깊이 제어 기술 확보
- 레이저/기계적 제염 방식 호환 운용 시스템 구현
- 콘크리트 표면 스캐블링 자동화 설비 개발
o Mock-up 및 현장 실증을 통한 성능 검증
- Mock-up 시험체 기반 실증 규모 공정 평가
- 현장 적용 시험을 통한 성능 및 신뢰성 검증
o 최적 운영 절차 및 기술 기준 확립
- 원격 대면적 콘크리트 레이저·기계적 제염 절차 개발
- 콘크리트 특성(형상, 위치, 두께 등)에 따른 최적 제염 기술 확보
- 공정 확립 및 운영 매뉴얼 수립
연구범위
[1차년도]
o 고반력 지지형 이동 플랫폼 및 원격제어 개념설계
o 레이저·기계적 호환 통합 처리설비 개념설계 및 적용 단위기술 선정
o 공동연구개발기관 역무 통합 관리 및 연계 사항 관리
o 콘크리트 기계적 스캐블링, 이동 플랫폼 상부 및 분진/파편 포집 설비 설계
o 처분 안전성을 고려한 콘크리트 제염 폐기물 관리 방안 수립
o 레이저-콘크리트 표면파쇄 최적 인자 도출
o 주관기관 및 공동기관 설계자료의 적합성 검토 및 시작품 설계 지원
o 콘크리트 시편 제조 방안 도출 (부경대 공동)
o 콘크리트 제염 폐기물 처분 안정화 방안 도출
o 운영 PCP 체크리스트 도출
o 레이저 스캐블링(콘크리트 표면 파쇄) 기술 기반 시스템 구축
o 10kW급 고출력 광섬유 레이저 스캐블링 광학 헤드 설계
o 레이저 파쇄에 따른 콘크리트 특성 평가 및 모사 시험체 제작
o 국내·외 원전 콘크리트 배합설계 자료조사
o 고리원전과 동일한 배합의 콘크리트 모사 시험체 제작
o 레이저 파쇄에 따른 콘크리트의 기초 성능 평가(콘크리트 함수상태, 골재 암종 및 배합별 등)
o 레이저 표면파쇄 제염 적용 대상물 분석 및 해체사업자 요건 검토
[2차년도]
o 고반력 지지형 이동 플랫폼 통합 원격 스캐블링 시스템 구축
o 콘크리트 대상물을 이용한 제염 성능시험
o 공동연구개발기관 역무 통합 관리 및 연계 사항 관리
o 콘크리트 기계적 스캐블링, 이동 플랫폼 상부 및 분진 포집 설비 시작품 제작 및 검증을 통한 성능 보완
o 콘크리트 제염 폐기물 처분 안전성 확보를 위한 관리 방안 구체화
o 시작품 설계 검토 및 품질 관련 자료 작성
o 콘크리트 제염폐기물 처분 안정화 기술 개발
o 운영 PCP 개발 지원
o 포집관 일체형 레이저 스캐블링 광학 헤드 개발 및 성능 검증
o 레이저 스캐블링 공정 고도화 기술 개발
o 표면오염 콘크리트 모사 시험체 제작
o 레이저 파쇄에 따른 콘크리트의 기초 성능 평가(표면오염 농도 및 오염 깊이 등)
o 레이저 파쇄 특성 및 제염 관련 성능 데이터 축적 및 정량화
o 콘크리트 표면의 핵종 흡착 및 확산 메커니즘 분석(콘크리트 배합별)
o 해체사업자 요건 검토
o 제염기술 실증을 위한 기술기준 분석 및 실·검증 절차 수립
o 레이저 표면파쇄 제염 시스템 운용 환경 구축
[3차년도]
o 고반력 지지형 이동 플랫폼 통합 원격 스캐블링 시스템 현장 적용성 시험 지원
o 현장 적용성 시험을 통한 성능 및 공정변수 검증
o 공동연구개발기관 역무 통합 관리 및 연계 사항 관리
o 콘크리트 기계적 스캐블링 및 분진 포집 설비 실증 및 운전 절차 개발
o 운영 PCP 개발 지원
o 현장 적용형 원격 레이저 스캐블링 기술 통합 및 실증
o 실환경 모사 구조물 대상 현장 실증 공동 수행 및 성능 검증
o 원전 콘크리트 모사 시험체 및 표면오염 콘크리트 모사 시험체 제작
o 레이저 파쇄에 따른 원전 콘크리트 제염도 정량화 및 최적화 평가
o 해석 시뮬레이션을 통한 핵종 확산 메커니즘 분석
o 제염기술 실증환경 구축 및 실·검증을 통한 현장 적용성 확보
o 운영 PCP 개발
기대효과
[연구개발성과의 활용방안 및 기대효과]
ㅇ 예상되는 연구개발 주요 성과
- 정량적 성과
* 주요 성과지표
ㄴ1. 성과지표 : 제염 깊이/속도, 목표치 : 10 mm, 1.0 m2/hr 이상
ㄴ1. 성과지표 : 콘크리트 회수 및 분진 포집 효율, 목표치 : (회수) 95% 이상, (포집) 99.9% 이상
* 지식재산권
ㄴ특허 출원 2건 및 등록 1건, SCI 및 비SCI 논문 2건
ㅇ 활용계획
- 원전 해체 분야
ㄴ고방사능 및 협소 구역의 제염 자동화
ㄴ핵종 오염 수준별 “맞춤형 해체 시나리오 수립”
ㄴ주민 수용성 제고 및 유연한 원전 해체 사업 기반 마련
- 운영 원전 분야
ㄴ통합설비를 이용하여 현장 오염도 및 환경 분석을 통한 작업자 안전성 확보
ㅇ 기대효과
- 과학·기술적 측면
ㄴ레이저·기계적 호환 기반의 독자적인 콘크리트 제염 기술 확보
ㄴ ICT 융합을 통한 미래·지능형 제염 기술 선도
- 경제적 측면
ㄴ원전 1호기당 약 “3만 드럼” 및 약 “5,000억 원의 처분 비용 절감” 기대
ㄴ제염/저감 기술의 표준화를 통해 원전 해체 강국으로서의 국가 경쟁력 강화
- 사업화 측면
ㄴ설비 판매 및 처리 용역 동시 수주 및 수출 추진
ㄴ운영 원전의 오염 관리 분야에 적용하여 지속 가능한 수익 구조 창출
- 사회적 측면
ㄴ “선택적 제염”으로 방사성폐기물 최소화 및 재활용을 통해 “선도적인 ESG 경영”
- 인프라 측면
ㄴ 산·학·연 협력을 통해 기술 신뢰성 확보 및 원전 표준 기술 인프라 육성
ㄴ통합설비의 국산화를 통해 핵심 부품 및 설비 공급 체계 구축
ㄴ원전 해체 실증 인프라 고도화 및 성과 연계 통합 구축
원전해체경쟁력강화기술개발사업 품목3 기술개요서.pdf
