대창솔루션, ‘보론 함유 STS 제조’ 특허 취득…핵연료 차폐재 국산화 시동

대창솔루션이 ‘보론을 함유한 스테인리스강(STS) 제조 방법’을 특허로 등록했다고 밝혔다. 사용후핵연료에서 나오는 중성자를 막는 소재 개발에 성공했다는 의미다.

회사는 지난 8일 투자판단 관련 주요경영사항으로 특허 취득 사실을 공시했다. 출원번호는 10-2024-0047081로 취득일은 8월 31일이다.

이번 특허 기술의 초점은 결함 억제다. 보론을 넣은 STS는 중성자 흡수 성능이 뛰어나지만 제조가 까다롭다. 보론 회수율과 함량을 잡기 어렵고, 첨가 과정에서 크롬붕화물(Cr₂B) 같은 결함물질이 생긴다. 이 물질이 기계적 특성과 가공성을 떨어뜨리는 것으로 알려졌다.

이에 대창솔루션은 용해를 두 번에 걸쳐 진행하는 방법으로 대응했다. 1차 용해 후 탈탄과 탈가스를 거쳐 모합금을 만들고, 성분을 분석한 뒤 보론 공급원과 합금원소를 넣어 2차 용해에 나섰다. 

특히 보론 함량은 보론합금철로 조절하면서 용해로에 비활성 기체를 불어넣어 교반해 용강 균질도를 높이는 공정을 채택했다. 이에 제품 양산 시 대형재 제조와 품질 확보가 용이해 졌다는 것이 회사 측 설명이다.
 
대창솔루션은 이번 특허를 활용해 향후 원전 소재 분야 적용을 검토할 계획이라고 밝혔다. 아울러 특허를 근거로 기술 경쟁력을 확보하고 권리를 보호하겠다는 방침도 덧붙였다.

특허 내용의 주수요처는 ‘사용후핵연료 저장·운반 용기(CASK)’가 될 것으로 보인다. CASK 안쪽에는 STS 캐니스터가 들어간다. 우리나라의 경우 고리원전 습식 저장고 용량이 한계치인 8,115다발 대비 86% 수준까지 찼다. 영구정지된 고리 1호기는 이미 포화 상태다. 한수원은 원전 부지 내 건식저장시설 조성을 추진하고 있다. CASK 수요 확대를 기대해 볼 수 있는 상황이다.

그동안 국내 시장에서는 중성자 차폐용 보론 STS 소재를 수입에 기대어 왔다. 프랑스 오라노 등 해외 업체가 자체 특허로 차폐재를 만들어 CASK를 우리나라에 공급하는 방식이 주를 이뤘다. 

이번 특허 등록으로 국내 업계에서도 제조 기술이 확보되면 소재 조달 구조가 바뀔 여지가 생겼다는 평가다. 다만 특허 취득과 상업 생산은 별개의 문제로, 대형재 양산 실적과 원전용 인증을 어떻게 쌓느냐가 관건이 될 것으로 보인다. 

한편, 대창솔루션은 2016년부터 원전 부품 사업에 진출하여 ‘원전 해체 폐기물 저장 장치(RWC)’ 등 제품을 양산하고 있다.