소형원전의 위험 징후를 인공지능(AI)으로 2초 안에 알아챌 수 있는 원격 감시 기술이 나왔다. 구조가 복잡한 소형원전 내부 상태를 실시간으로 확인할 수 있어 관리 비용은 줄이고 안전성은 높일 수 있을 것으로 기대된다.
울산과학기술원(UNIST)은 정임두, 김남훈 기계공학과 교수와 김형모 국립경상대 교수 공동연구팀이 소형원전을 원격 감시하는 스마트 부품 시스템을 개발했다고 24일 밝혔다. 광섬유 센서가 내장된 스마트 부품이 데이터를 수집해 보내면 AI가 이를 분석해 이상 상태를 경고하는 원리다.
이번 시스템 개발의 핵심은 3D 프린팅을 통한 스마트 금속 부품 제작 기술과 광섬유의 연속적 다중 변수를 동시에 빠르게 처리하는 AI 기술에 있다. 연구팀은 DED(고에너지 적층) 프린팅 방식을 활용해 스마트 원전 부품을 정밀하게 제작하고, 광섬유 센서를 금속 부품 내부에 유연하게 내장해 안정성을 높였다. AI는 광섬유 센서 여러 위치의 열변형 정보가 포함된 다중 변수를 빠르게 실시간으로 복합 처리해 이상 징후를 즉각 감지하며, 이를 증강현실(AR) 기반 디지털 트윈 환경에서 원격으로 확인할 수 있게 했다.
초소형 원자로는 대형 원자로와 달리 규모가 작아 전력이 필요한 시설 근처에서 꾸준한 전력 공급이 가능하지만 그만큼 안정성에 대한 우려도 크다. 새로 개발된 기술은 사람이 감지하기 힘든 원전 내부의 열 변형이나 위험 징후를 AI가 상시 정밀 모니터링하도록 해, 차세대 소형 원자로의 안전성과 상용화에 크게 기여할 것으로 보인다. 정임두 교수는 “접근이 어렵고 시간과 비용이 많이 드는 점검 방식을 AI 융합 기술로 접근해 풀었다”며 “원자력뿐만 아니라 자율 제조 시스템, 항공 우주, 첨단 국방 등 다양한 산업 분야에 활용될 수 있다”고 말했다.
연구 결과는 첨단 제조분야 세계적 학술지인 ‘버츄얼 앤 피지컬 프로토타이핑’(Virtual and Physical Prototyping)’에 지난 10일자로 게재됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단과 정보통신기술기획평가원, 산업통상자원부 한국에너지기술평가원의 지원으로 이뤄졌다.