[서울=뉴스핌] 정영희 기자 = 현대건설이 고준위 방사성폐기물을 지하 암반에 격리하는 데 필요한 정밀 굴착기술 확보에 나섰다.

2일 현대건설은 국내 건설사 최초로 사용후핵연료 처분공 전용 굴착장비를 개발한 데 이어 연구 실증부지 내 지하 암반에서 실제 처분공 규모의 굴착을 완료했다고 밝혔다.

이번 실증은 한국원자력환경공단이 주관하는 사용후핵연료 관리 기술개발 국책연구를 통해 이뤄졌다. 현대건설은 건설사로는 유일하게 연구에 참여하고 있다. 현대건설과 현대엔지니어링의 통합 연구개발(R&D) 조직인 HMG건설기술연구원을 중심으로 굴착장비와 공법, 암반 모니터링 등 핵심 기술을 개발 중이다.

사용후핵연료는 원자력발전소에서 연료로 사용된 뒤 인출된 핵연료로 장기간 높은 방사능과 열을 방출한다. 처분공은 이를 밀봉한 처분용기를 지하 암반에 최종 배치해 장기간 격리하기 위해 굴착하는 구멍이다.

처분공의 시공 품질은 처분시설의 장기 안전성을 좌우한다. 굴착 과정에서 주변 암반에 균열이나 손상이 발생하면 지하수 이동 경로가 형성될 수 있어 굴착손상영역(EDZ)을 최소화하는 정밀 시공기술이 필요하다.

현대건설이 개발한 전용 굴착장비는 직경 1.75m, 길이 5.7m 규모다. 한국형 심층처분시스템(KORADIS)이 요구하는 처분공 규격과 시공 조건을 반영해 설계했다.

다수의 처분공을 반복 시공하는 시설 특성을 고려해 접이식 커터헤드를 적용했다. 굴착을 마친 뒤 커터헤드를 접어 장비를 안정적으로 회수하고 재사용할 수 있도록 했다.

현대건설은 연구용 지하 터널에서 실제 처분공 규모의 암반을 굴착하며 장비의 성능과 시공성을 검증했다. 인공지능(AI)으로 굴진 데이터를 실시간 분석해 지반 조건을 파악하고 분석 결과와 장비 성능을 고려해 굴착을 진행했다. 굴착 후에는 라이다 기반 디지털 매핑으로 시공 품질과 처분공의 적합성을 평가했다.

연구 범위는 건설재료와 암반 기술로도 확대한다. 공학적 방벽의 장기 성능을 확보하고 지하수 유입을 제어하기 위한 콘크리트·그라우트를 개발하고 있다. 국내 지질 특성을 반영한 암반 분류 체계와 디지털 기반 암반 평가·모니터링 기술도 고도화할 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 말했다.

Q. 현대건설이 이번에 개발한 장비는 무엇인가요?

A. 사용후핵연료 처분공을 굴착하기 위한 전용 장비입니다. 현대건설은 국내 건설사 최초로 장비를 개발한 데 이어 연구 실증부지의 지하 암반에서 실제 처분공 규모의 굴착까지 완료했습니다.

Q. 사용후핵연료 처분공은 왜 필요한가요?

A. 사용후핵연료를 밀봉한 처분용기를 지하 암반에 최종 배치해 장기간 격리하기 위한 공간입니다. 사용후핵연료는 오랜 기간 높은 방사능과 열을 방출하기 때문에 처분시설의 장기 안전성이 중요합니다.

Q. 처분공 굴착에서 정밀 시공이 중요한 이유는 무엇인가요?

A. 굴착 과정에서 주변 암반에 균열이나 손상이 생기면 지하수가 이동할 수 있는 경로가 형성될 수 있기 때문입니다. 이에 따라 주변 암반의 굴착손상영역(EDZ)을 최소화하는 정밀한 시공기술이 필요합니다.

Q. 현대건설이 개발한 굴착장비는 어떤 특징이 있나요?

A. 직경 1.75m, 길이 5.7m 규모로 한국형 심층처분시스템(KORADIS)의 처분공 규격과 시공 조건을 반영했습니다. 접이식 커터헤드를 적용해 굴착 후 장비를 안정적으로 회수하고 반복해서 사용할 수 있도록 설계했습니다.

Q. 실제 굴착 과정에는 어떤 첨단기술이 활용됐나요?

A. 인공지능(AI)으로 굴진 데이터를 실시간 분석해 지반 조건을 파악하고 이를 바탕으로 굴착을 진행했습니다. 굴착 이후에는 라이다 기반 디지털 매핑을 활용해 시공 품질과 처분공의 적합성을 평가했습니다.

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