과학기술정보통신부 공고 제 2024 – 0087호

2024년도 소형모듈원자로 사용후핵연료 발생량저감 핵연료기반기술 개발사업 신규과제 공고

과학기술정보통신부가 추진하는「소형모듈원자로 사용후핵연료 발생량저감 핵연료기반기술 개발사업」의 신규과제를 아래와 같이 공모하오니 관심 있는 연구자들의 많은 참여 바랍니다.

2024년 2월 5일

<주무부처>	과학기술정보통신부 장관	이 종 호
<전문기관>	한국연구재단 이사장	이 광 복

1. 사업개요

□ 사업목적

◦ 경수형 소형모듈원자로의 사용후핵연료 발생량저감을 위한 차세대 핵연료 개발을 위해 노심설계, 핵연료/금속반사체 소재·부품 원천기술 개발 및 시작품 제작·시험, 성능·안정성 평가기술 개발

□ 사업내용

◦ 사용후핵연료 발생량 저감을 위한 소재부품(LEU+/ATF) 및 노심적용 핵심기술 개발, 핵연료 장전을 위한 성능/안전성 첨단해석 및 노심설계 원천기술개발

※ LEU: Low Enriched Uranium / 저농축 우라늄

※ ATF : Accident Tolerant Fuel / 사고저항성핵연료

2. 선정규모 및 내용

내역사업명		소형모듈원자로 사용후핵연료 발생량저감 핵연료기반기술 개발
품목명		LEU+/ATF 핵연료 및 노심적용 기반기술 개발
과제 수		1개 내외
과제 형태		연구개발과제(舊단위과제)
연구내용		과제제안요구서(RFP) 참조(붙임1)
‘24년 연구비		과제당 600백만원 내외(과제제안요구서(RFP) 참고)
기간 및 연구비	총	57개월 내외(‘24.4.~‘28.12.)	17,000 백만원 내외
	1차년도	9개월 내외(‘24.4.∼‘24.12.)	600 백만원 내외
	2차년도	12개월 내외(‘25.1.∼‘25.12.)	2,500 백만원 내외
	3차년도	12개월 내외(‘26.1.∼‘26.12.)	2,500 백만원 내외
	4차년도	12개월 내외(‘27.1.∼‘27.12.)	5,700 백만원 내외
	5차년도	12개월 내외(‘28.1.∼‘28.12.)	5,700 백만원 내외

※ 연구기간 및 연구비 등은 예산사정 및 평가결과 등에 따라 매년 변경될 수 있음

내역사업명		소형모듈원자로 사용후핵연료 발생량저감 핵연료기반기술 개발
품목명		LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 첨단해석 및 노심평가 원천기술 개발
과제 수		1개 내외
과제 형태		연구개발과제(舊단위과제)
연구내용		과제제안요구서(RFP) 참조(붙임1)
‘24년 연구비		과제당 400백만원 내외(과제제안요구서(RFP) 참고)
기간 및 연구비	총	57개월 내외(‘24.4.~‘28.12.)	7,000 백만원 내외
	1차년도	9개월 내외(‘24.4.∼‘24.12.)	400 백만원 내외
	2차년도	12개월 내외(‘25.1.∼‘25.12.)	1,000 백만원 내외
	3차년도	12개월 내외(‘26.1.∼‘26.12.)	1,000 백만원 내외
	4차년도	12개월 내외(‘27.1.∼‘27.12.)	2,300 백만원 내외
	5차년도	12개월 내외(‘28.1.∼‘28.12.)	2,300 백만원 내외

※ 연구기간 및 연구비 등은 예산사정 및 평가결과 등에 따라 매년 변경될 수 있음

연구개발과제 설명자료

◦연구개발과제란 국가연구개발사업을 추진하기 위하여 소관 중앙행정기관의 장이 정하는 과제를 말함

◦연구개발과제를 수행하는 연구개발기관은 주관연구개발기관, 공동연구개발기관, 위탁연구개발기관이 있음

		연구개발과제
							‐ 주관연구개발기관 : 연구개발과제를 주관하여 수행하는 기관 ‐ 공동연구개발기관 : 협약으로 정하는 바에 따라 연구개발과제를 주관연구개발기관과 분담하여 공동으로 수행하는 기관 ‐ 위탁연구개발기관 : 협약으로 정하는 바에 따라 특수한 전문지식 및 기술이 필요한 경우에 중앙행정기관의 장의 승인을 받아 주관연구개발기관으로부터 연구개발과제의 일부를 위탁받아 수행하는 기관
	주관연구개발기관		공동연구개발기관
	위탁연구개발기관

3. 신청자격 및 참여제한

□ 신청자격

◦ 연구개발기관의 자격

- 「국가연구개발혁신법」제2조제3호,「원자력진흥법」제12조제1항, 「기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한 법률」 제14조제1항에 의거한 기관 및 단체

- 단, 기업의 경우 「기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한 법률」제14조의2 제1항에 따라 인정받은 기업부설 연구소 또는 연구개발전담부서를 보유한 기관 및 단체

◦ 연구책임자의 자격

-「국가연구개발혁신법」 제2조 제3항에서 정하는 기관 및 단체에 소속된 연구자

- 단, 기업의 경우 「기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한 법률」제14조의2 제1항에 따라 인정받은 기업부설 연구소 또는 연구개발전담부서를 보유한 기관 및 단체에 소속된 연구자

- 연구책임자는 연구개시 후 1년 이내에는 해외출장 및 파견 등으로 인한 6개월 이상 연구공백이 불가함

※ 연구개시 후 1년 이후에는 전문기관의 검토를 통해 제한적으로 허용

□ 신청 및 참여제한

◦ (참여제한 중인 자) 국가연구개발사업 참여제한 중인 자는 신청 또는 참여할 수 없음. 단, 신청 마감일 전일에 참여제한이 종료된 자는 과제 신청 또는 참여가능함

※ 관련 : 「국가연구개발혁신법」제32조 및 「동법 시행령」제59조 제1항

◦ (연구개발과제 수의 제한) 국가연구개발혁신법 제35조 제1항에 따라 연구자가 동시에 수행할 수 있는 연구개발과제 수를 최대 5개로 하며, 그 중 연구책임자로서 동시에 수행할 수 있는 연구개발과제 수를 최대 3개로 제한할 수 있음

※ 관련 : 「국가연구개발혁신법 시행령」제64조 제1항

- 연구개발과제 수를 산정할 경우 아래의 사항에 해당하는 연구개발과제는 그 수에 포함하지 않고 산정할 수 있음

연구개발과제 수의 제한의 예외사항(「국가연구개발혁신법 시행령」제64조 제2항)

1. 연구개발계획서의 제출 마감일부터 6개월 이내에 수행이 종료되는 연구개발과제

2. 사전 조사, 기획ㆍ평가연구 또는 시험ㆍ검사ㆍ분석에 관한 연구개발과제

3. 연구개발과제의 조정 및 관리를 목적으로 하는 연구개발과제

4. 연구개발을 주목적으로 하지 않는 기반 구축 사업, 재정지원사업, 고등교육 재정지원사업, 인력 양성 사업 및 학술활동사업 관련 연구개발과제, 중앙행정기관이 소관 업무를 위하여 직접 수행하는 사업

5. 다른 법률에 따라 직접 설립된 기관의 기본사업(정관에 따른 설립목적을 달성하기 위하여 정부가 직접 출연한 예산으로 수행하는 연구개발사업) 관련 연구개발과제

6. 연구개발기관이 중소기업과 공동으로 수행하는 연구개발과제로서 과학기술정보통신부장관이 관계 중앙행정기관의 장과 협의하여 그 연구개발비를 별도로 정하는 연구개발과제

(「국가연구개발혁신법 시행령」제64조 제2항 제6호 참고)

7. 그 밖에 연구개발 촉진 등을 위하여 연구개발과제 수에 포함하지 않고 산정할 필요가 있어 국가과학기술자문회의의 심의를 거친 연구개발과제

◦ (유사과제 신청 제한) 기존에 유사과제를 수행하거나 참여하고 있는 경우는 신청을 지양하고, 신청하고자 하는 연구계획과 기 지원된 국가연구개발과제(타 부처 포함)와의 유사성을 과제 신청 전 반드시 개별 확인

※ 유사과제 검색 방법 : www.ntis.go.kr 로그인 → 홈페이지상단 상세형 클릭 → 과제참여·관리 → 차별성검토(‘23년 10월 26일 이후로 유사과제(舊) ‘차별성검토’ 서비스 변경

- 기존 국가연구개발사업 과제와 중복 과제로 판명 시 선정에서 제외함

4. 신청방법 및 제출서류

□ 신청방법 및 절차

◦ 범부처통합연구지원시스템(IRIS, https://www.iris.go.kr)에 연구책임자가 로그인하여 온라인 입력정보 작성 및 연구계획서 등 탑재 후 주관연구개발기관 확인·승인

접수 전 필수 이행사항			접수				연구과제 신청완료
연구(책임)자가 NRI가입, 연구자전환 동의 및 정보 등록·갱신 (학력, 경력 등)	IRIS 기관등록, 기관총괄담당자 신청(기관담당자 권한 부여), 기관대표자 등록 등		온라인 입력정보 작성 및 연구계획서 등 등록		주관연구개발기관의 온라인 등록사항 확인·승인
연구자	주관연구개발기관		연구책임자		주관연구개발기관장

▸IRIS를 통한 과제신청을 위해 접수 전 필수 이행사항이 있으니 과제신청에 문제가 없도록 사전에 준비하여 주시기 바랍니다. (접수 전 필수 이행사항은 해당 시스템 운영 기관에 문의)

[관련 문의(IRIS 문의처): IRIS 콜센터 1877-2041 또는 IRIS 홈페이지 사용문의 게시판]

※ 세부내용은 [참고1] 연구개발과제 접수 전 필수 이행사항(KISTEP IRIS운영단), IRIS 회원가입(연구자 전환) 및 연구자정보 등록 매뉴얼 참조

□  (연구자) ① IRIS 회원가입, ② IRIS 내 NRI(국가연구자정보시스템)로 이동하여 연구자전환 동의(국가연구자번호 발급), ③ NRI 내 학력/경력* 및 주요 연구수행 실적** 정보 등록 필수

* 경력정보에서 근무(소속)부서 등록

** 최근 5년간 수행완료 과제, 수행 중/신청 중 과제 목록 작성

※ ① 및 ②: 연구책임자 포함 참여연구자 전원 필수(학생인건비 통합관리 기관의 학생연구자는 제외), ③: 연구책임자만 필수

□  (주관연구개발기관) IRIS 기관등록, 기관총괄담당자 신청(기관담당자 권한부여), 기관대표자 등록 등

※ 기관대표자 및 기관(총괄)담당자도 IRIS 회원가입 및 연구자전환 동의(국가연구자번호 발급)가 필수이며, 대표자 정보 미등록 시 연구자가 과제접수를 완료할 수 없으므로, 반드시 신청기간 시작 전까지 필수 이행사항 조치 필요

□ 제출서류 및 작성 방법

1. 연구개발계획서(HWP)

- 주관연구개발기관은 모두 제출해야 하며, 해당되는 양식에 따라 작성

- 공동/위탁연구개발기관은 주관연구개발기관 연구개발계획서에 같이 작성

- 연구개발계획서 분량 제한 : 목차 1. 연구개발과제의 필요성 ~ 4. 연구개발성과의 활용방안 및 기대효과까지 내용을 연구개발과제 연구비 규모에 따라 아래 분량에 맞춰 작성

【연구개발계획서(HWP) 작성 분량】

정부지원연구개발비 규모	계획서 분량
연 5억원 미만	30P 이내
연 5억원 이상 20억원 미만	35P 이내

- 작성 대상

구분	항목명
필수제출 서류	연구개발계획서
	첨부 1. 연구책임자 기존 수행과제와의 차별성 (http://ntis.go.kr)에서 제안과제와 공고일자 기준 최근 5년 이내 차별성 검토 실시 후, 해당과제에 대해 차별성 기재
	첨부 2. 연구책임자 대표적 연구실적 증빙자료
선택제출 서류	첨부 3. 연구장비도입 심의요청서(3천만원이상~1억원 미만) (3천만원 이상 1억원 미만 연구장비 구입계획이 있는 경우 제출)

2. 기타증빙(PDF)

- 주관/공동/위탁연구개발기관 모두 제출해야함

- 작성 대상

구분	항목명
필수제출 서류	1. 신청 자격의 적정성 확인서
	2. 개인정보 및 과세정보 제공·활용 동의서/연구윤리 준수 서약서
선택제출 서류	3. 가감점 증빙서류(최우수등급, 기술이전 등)
	4. 기업 참여 의사 확인서
	5. 연구과제 수 상한 예외 인정 요청서
	6. 핵물질 사용계획서
	7. 지자체 및 기관 지원확약서
	8. 연구데이터 관리계획(DMP : Data Management Plan)

3. 기타사항

- 가점 증빙서류*는 제출자료에 한해서만 인정(접수마감일 기준)

※ 기술이전 실적서, 최종등급 평가 S등급 등

5. 신청기간 및 신청 시 유의사항

□ 신청기간

구 분	내 용
공고 기간	2024. 2. 5(월) ~ 3. 7(목) 18:00까지
연구책임자 신청 기간 (신청마감일)	2024. 2. 14(수) ~ 3. 5(화) 18:00까지
주관연구개발기관 검토·승인기간	2024. 2. 14(수) ~ 3. 7(목) 18:00까지
신청 절차	연구책임자 접수 ▷ 주관연구개발기관 승인 ▷ 신청 완료

※ 연구책임자는 신청마감일까지 계획서 등록 및 기관검토 요청을 필히 완료해야 하며, 연구책임자의 신청사항에 대해 주관연구개발기관장의 승인이 완료되어야 신청접수가 최종 완료되는 것임

◦ 연구책임자: [연구책임자 신청 기간] 내에 계획서 등록(신청완료) 및 기관검토 요청까지 반드시 모두 완료하는 것을 원칙으로 함

◦ 연구개발기관: [연구개발기관 검토·승인 기간] 내에 연구책임자가 신청 완료한 계획서에 대한 검토 및 승인을 완료해야 함

◦ 기간 내에 신청 완료되지 않은 과제에 대한 구제는 절대 불가하며, 계획서업로드 시 작성 오류가 빈번하므로(유효성검증 오류 등) 연구책임자 신청마감 최소 5일 전까지 업로드를 권장함

□ 신청 시 유의사항

◦ 선정평가결과에 따라 사업목적 및 과제제안요구서 등을 충족하는 과제가 없을 경우 선정하지 않을 수 있음

◦ 과제제안요구서(RFP) 기획위원회 참여 연구자는 해당 과제 신청 및 참여를 제한함

◦ 연구책임자는 각 과제제안요구서(RFP) 당 1개의 과제만 신청할 수 있음

- 중복 연구책임자가 포함된 모든 연구개발과제는 평가대상에서 제외됨

◦ 응모자가 없거나 단독응모 된 경우에 10일 이상 재공고함

◦ 마감일 이후 신청서 제출, 제출서류 미비, 타 과제와의 연구내용 중복, 신청자격 미적격 등의 경우에 평가에서 제외 가능

◦ 연구개발과제평가단·추진위원회 의견 등에 따라서 과제 목표 및 내용, 과제 구성, 연구비, 연구기간 등 조정 가능

◦ 선정 및 단계평가 결과에 따라 연구비 증감, 지원중단, 조기종료 등 가능

◦ 각종 증빙자료의 기산일은 공고일 기준임(단, 참여제한의 경우 신청마감일 전일을 기준으로 함)

※ 사실과 다른 내용을 연구계획서 등에 기재한 경우 제재(선정 취소 등) 가능

◦ 본 공고문에서 정하지 않은 사항은 관련 법령 및 규정에 의함

◦ 본 공고문은 추후 공고 기간 내 수정사항이 발생할 수 있으며 수정사항이 발생할 경우, 별도 공지 예정

6. 과제선정 추진절차 및 일정(안)

□ 평가기본방향

◦ 소형모듈원자로 사용후핵연료 발생량저감 핵연료기반기술 개발사업의 추진 목적에 부합하고 예산 범위 내에서 평가 결과 우선순위가 높은 신규과제 선정

□ 중복성 검토

◦ 국가과학기술지식정보서비스(NTIS, www.ntis.go.kr) 및 전문가 검토를 통해 신청과제에 대한 중복성 검토 실시

□ 평가방법 : 발표평가 (연구책임자 발표 및 질의응답)

◦ 「국가연구개발혁신법 시행령」 제27조에 따라 산·학·연 전문가로 구성된 연구개발과제평가단을 통해 평가 실시

※ 평가 관련 세부일정은 접수마감 이후, 평가일정 확정 후 개별 안내

□ 평가절차

①사전검토	➡	②평가단 평가	➡	③부처 심의	➡	④선정 통보 및 협약체결
요건사항, 제한사항 등		발표평가		연구비 조정 및 과제 선정		연구개발계획서 수정보완 및 협약체결
한국연구재단		연구개발과제 평가단		과학기술 정보통신부		한국연구재단

□ 평가지표

평가항목	세부항목	배점
연구계획 (40)	사업목적과의 부합성 및 연구목표의 명확성 - 과제제안요구서(RFP) 부합성 및 연구목표 달성 가능성 - 연구 최종목표 및 단계별 목표의 명확성	20
	연구 추진전략･방법 및 추진체계의 타당성 - 연구개발과제 수행계획의 충실성 - 추진전략․방법의 적절성 및 추진체계의 타당성	20
연구역량 (30)	연구책임자 역량 및 참여연구원 구성의 적절성 - 연구책임자의 관련 선행연구 및 연구성과 - 참여연구원의 수행능력 및 구성의 적절성 - 연구실 인프라(연구환경)의 적합성	30
성과활용 (30)	연구개발성과의 활용방안 및 기대효과 - 연구성과 및 결과물의 활용성 - 연구결과물의 관련 산업 분야 파급효과 및 활용 가치	30
합계		100

□ 가감점 제도

항 목		적용 기준
가점	원자력연구개발사업에서 최근 2년 이내 최종평가가 최우수등급인 연구개발과제의 연구책임자가 새로운 연구개발과제를 신청	5% 가점
	최근 3년 이내 기술실시계약을 체결하여 징수한 기술료 총액이 2,000만원 이상 이거나, 같은 기간 내에 2건 이상의 기술이전·기술출자·기술창업 실적이 있는 연구책임자가 새로운 연구개발과제를 신청	3% 가점
	‘과학기술정보통신부 소관 과학기술분야 연구개발사업 처리규정’ 제19조에 연구목표의 조기달성 인정을 받은 연구개발과제의 연구책임자가 새로운 연구개발과제를 신청하는 경우(조기달성 인정을 받은 연구개발과제 종료 후 2년간 적용)	5% 가점
감점	접수마감일 기준 최근 3년 이내에 혁신법 제32조 제1항제3호에 따른 사유로 제재처분을 받은 경우	10% 감점
	접수마감일 기준 최근 3년 이내에 정당한 사유 없이 연구개발과제 수행을 포기한 경우	5% 감점

※ 가점은 주관/공동연구개발기관 연구책임자를 기준으로 하고, 해당 연구개발기관의 연구개발비 비율에 따라 연구개발과제평가단 최종점수에 부여하며 최대 10%까지 적용

□ 이의신청

◦ 연구책임자는 평가결과 통보 후 10일 이내에 과학기술정보통신부장관 또는 한국연구재단 이사장에게 이의신청을 할 수 있음

7. 기타사항

□ 기관부담연구개발비 부담

◦ 「국가연구개발혁신법 시행령」 제19조 제3항에 따라 아래 연구개발기관이 연구개발과제를 수행하는 경우 기관부담연구개발비를 부담하여야 함

[별표1 정부지원연구개발비의 지원기준 및 기관부담연구개발비의 부담기준]

1. 정부지원연구개발비의 지원기준

구분	지원기준
가. 제19조제1항제1호에 해당하는 연구개발기관	연구개발비의 100분의 75 이하
나. 제19조제1항제2호에 해당하는 연구개발기관	연구개발비의 100분의 70 이하
다. 제19조제1항제3호 또는 제4호에 해당하는 연구개발기관	연구개발비의 100분의 50 이하

2. 기관부담연구개발비의 부담기준

기관부담연구개발비는 전체 금액에서 다음 표에 따른 비율에 따라 산정된 금액을 현금으로 부담한다. 이 경우 현금으로 부담하는 기관부담연구개발비는 연도별 연구개발기간이 종료되기 3개월 전까지 부담을 완료해야 한다.

구분	현금부담 비율
가. 제19조제1항제1호에 해당하는 연구개발기관	기관부담연구개발비의 100분의 10 이상
나. 제19조제1항제2호에 해당하는 연구개발기관	기관부담연구개발비의 100분의 13 이상
다. 제19조제1항제3호 또는 제4호에 해당하는 연구개발기관	기관부담연구개발비의 100분의 15 이상

3. 다음의 사용용도로 사용되는 기관부담연구개발비는 현물로 부담할 수 있다.

가. 기관부담연구개발비가 아닌 비용으로 고용한 소속 연구자가 연구개발과제를 수행한 경우 해당 연구자의 인건비

나. 연구시설ㆍ장비비

다. 기술도입비ㆍ연구재료비

8. 적용 법령 및 규칙

◦ 동 사업은 『국가연구개발혁신법』,『과학기술기본법』,『기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한 법률』, 『원자력진흥법』 등의 법령과 『국가연구개발혁신법 시행령』, 『과학기술정보통신부 소관 과학기술분야 연구개발사업 처리규정』등의 행정규칙을 적용함

※ 관련 규정 조회 : 법제처 국가법령정보센터, http://www.law.go.kr/

9. 향후 일정

일정	내용
2024. 2.14(수) ~ 3.5(화)	연구개발계획서 접수(신청 마감일)
2024. 2.14(수) ~ 3.7(목)	주관연구개발기관 검토 ․ 승인기간
2024. 3월 중	발표평가 실시
2024. 3월 말	선정 통보 및 협약 체결
2024. 4월	연구개시

※ 상기 일정은 추진 상황에 따라 향후 변동될 수 있음

10. 문의절차 및 문의처

□ 문의 절차

“문의전화 폭주로 전화 연결이 원활하지 않을 수 있으니,

반드시 공고문 및 FAQ 확인 후 연구수행기관을 통하여 질의 요망”

□ 공고문 및 양식 확인 방법

◦ 공고내용이 수정되는 경우에도 아래 사업 공지사항 메뉴를 통해 수정사항이 게시되므로 지속 확인 필수 (수정사항을 개별 안내하지 않음)

◦ 과기정통부 (https://msit.go.kr) → 알림 → 사업공고

◦ 한국연구재단 (https://www.nrf.re.kr) → 사업안내 → 사업공고→ 사업공지

□ 관련 법령, 규칙, 매뉴얼 등 조회 방법

◦ 범부처 연구비통합관리시스템 홈페이지(http://gaia.go.kr) 접속

◦ 법,규정,규칙: 「자료실」→「국가R&D연구비관련 법·규정」→ ‘공통 법·규정’→‘국가연구개발혁신법’관련 확인

□ 문의처

◦ (온라인 입력 및 제출 관련 문의) 범부처통합연구지원시스템 : 1877-2041

◦ (공고문, 접수 문의) 한국연구재단 원자력단

- 전화 : 042) 869-7819, 7815 / E-mail : yjy@nrf.re.kr, rypark@nrf.re.kr

◦ (평가 문의) 한국연구재단 국책사업평가 2팀

- 전화 : 042) 869-7743 / E-mail : lgw1525@nrf.re.kr

◦ (정책 문의) 과학기술정보통신부 원자력연구개발과

- 전화 : 044) 202-4668 / E-mail : joshuac1@korea.kr

[붙임] 1. 과제제안요구서(RFP)

2. 연구개발계획서 양식

3. 신규과제 기타증빙 양식

[참고] 1. 연구개발과제 접수 전 필수 이행 사항

2. IRIS 매뉴얼_과제접수

[붙임1] 과제제안요구서(RFP)

□ LEU+/ATF 핵연료 및 노심적용 기반기술 개발

RFP번호

2024-05

공모유형

품목공모형

사업명

소형모듈원자로 사용후핵연료 발생량저감 핵연료 기반기술 개발사업

RFP명

LEU+/ATF 핵연료 및 노심적용 기반기술 개발

PM분야

원자력

보안과제

여부

일반

1. 추진배경

ㅇ 소형모듈원자로(SMR)의 경우 기존 발전원 중심의 활용 외에 다양한 산업적 활용이 가능함

ㅇ 경수형 SMR의 경우 소형노심으로 중성자 손실 증가에 따라 연소도가 저하되고 결과적으로 고준위폐기물인 사용후핵연료가 기존 대형경수로보다 증가함. 이는 SMR의 수용성을 저해하는 원인으로 작용하고 있으므로 해당 현안을 해결할 수 있는 혁신적인 기술 개발이 시급한 상황임

ㅇ SMR 사용후핵연료 이슈 문제를 제기함과 동시에 농축도 상향(LEU+)을 통한 연소도 증가(68MWD/kgU 이상)로 사용후핵연료 발생을 줄이는 기술을 확보해야 함

ㅇ 따라서, 국내 개발 SMR의 사용후핵연료 발생량 및 특성을 분석하고, 이를 해결하기 위한 LEU+/ATF 핵연료 제조 및 적용을 위한 핵심기술 개발이 필요

2. 연구개발목표

ㅇ 최종목표: SMR 사용후핵연료 대비 발생량 30% 저감 소재부품(LEU+/ATF) 및 노심적용 핵심기술 개발

① 세부기술 : LEU+/ATF 소재 부품 제조 원천기술 개발

- LEU+/ATF 핵연료(가연성 독물질 포함) 제조기술 개발

- SMR용 금속반사체 제조기술 개발

- 연소시험 및 노외 물성 시험자료 구축

② 세부기술 : LEU+/ATF 핵연료, 금속반사체 적용성 평가기술 개발

- LEU+/ATF 소재부품(핵연료, 금속반사체) 성능시험 및 평가모델 개발

- LEU+/ATF 장전 노심 EPZ 영향 평가를 위한 선원항 DB 구축

- SMR용 LEU+/ATF 소재부품 구성 기술기준 개발

- LEU+/ATF 적용 SMR 노심 중성자 이용률 향상을 위한 평가기술 개발

③ 세부기술 : LEU+/ATF 핵연료 장전 노심 핵심기술 개발

- LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 노심 적용기술 개발

- LEU+/ATF 적용 탄력운전 평가기술 개발

ㅇ 단계별 목표 및 연구내용

LEU+/ATF 소재부품 제조 및 성능해석 기술 개발 1단계(‘24~‘25)	[1차년도] - LEU+/ATF 핵연료 제조공정 설계, 예비 제조 및 제조성 평가 - 금속반사체 주요 후보 소재 탐색 및 제조공정 분석 - LEU+/ATF 핵연료, 금속반사체 성능모델/평가방법론 개발 계획 수립 - 해외 LEU+ 노내시험 데이터베이스 확보 및 LEU+ 핵연료 라이브러리 체계 도출 [2차년도] - 연소시험용 LEU+/ATF 핵연료 제조/품질시험 및 연소시험 착수 - 금속반사체 예비제조 및 제조성 확인 시험 - LEU+/ATF 핵연료, 금속반사체 원형모델 및 검증시험 기술/장비 개발 - LEU+/ATF 핵연료, 금속반사체 기술기준 간극 분석 LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 노심 EPZ 평가를 위한 선원항 개발 - SMR 핵연료 설계 재원 및 기준 평가 LEU+/ATF 적용 SMR 탄력운전 성능평가 기준 도출
LEU+/ATF 소재부품 노내외 성능 평가 및 안전성 검증 2단계(‘26~‘28)	[3차년도] - LEU+/ATF 핵연료, 금속반사체 성능모델 예비 검증 및 노심/안전해석 연계 자료 도출 - LEU+/ATF 핵연료, 금속반사체 시작품 물성 시험 및 금속반사체 조사시험 시편 제작 및 시험 - LEU+/ATF 적용 노심 금속반사체 성능/안전성/경제성 예비평가 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 노심 EPZ 평가모델 구축 - SMR 조건 소재부품 열화/파손 기구 평가 LEU+/ATF 적용 SMR 탄력운전 성능평가 기술 개발 [4차년도] - LEU+/ATF 핵연료/금속반사체 제조, 품질시험 절차서 개발 및 성능/안전성 시험 - LEU+/ATF 핵연료/금속반사체 노내외 시험 DB 구축 및 성능/안전성 모델 검증 - 금속반사체 조사후시험 및 분석평가 - SMR 사용후핵연료 저감을 위한 핵연료 관리계획 도출 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 노심 EPZ 평가모델 고도화 - LEU+/ATF 적용 SMR 탄력운전 타당성 평가 [5차년도] - LEU+/ATF 핵연료/금속반사체 성능/안전성 기준 수립 및 안전성 종합 평가 - LEU+/ATF 핵연료 SMR 운전조건 건전성 평가 - LEU+/ATF 연소시험 결과 분석 및 조사후시험 - LEU+/ATF 장전 노심반응도 제어 기술 개발 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 노심 EPZ 평가 - SMR용 LEU+/ATF 핵연료/금속반사체 인허가성 및 상용화 타당성 분석보고서 발간

3. 성과목표

ㅇ 성과목표 : SMR 사용후핵연료 대비 발생량 30% 저감 소재부품 및 노심적용 기반기술 개발

성과 지표	목표치
LEU+/ATF 핵연료 시작품 품질	상용 핵연료와 동등한 품질 수준 (피복재 규격, 소결체 밀도 95% TD 이상 및 결정립 크기 5㎛ 이상 등) 충족
LEU+/ATF 핵연료 연소 거동	ATF 피복재의 상용 핵연료 설계기준 충족 및 상용 소결체 성능범위 이내 (최대 고밀화 2 vol%, 고체상 팽윤 0.0062 vol% per 10,000MWd/kgU 이하 등)
LEU+/ATF 금속반사체 반사능 및 열화 안정성	SMR 수명 내 30% 이상의 성능 및 안전여유도 확보가 가능한 최소 교체 주기 설정 근거 (기존반사체(SA-240합금) 소재 대비 30% 향상된 반사능 및 대등한 파괴 부식저항성)
LEU+/ATF 금속반사체 조사안정성	제원/구조 안정성 허용 기준 이내일 것 (조사성장의 이방성과 swelling 및 강도 값이 SMR 반사체 구조 허용 공차 기준 이하)
LEU+/ATF 핵연료 성능/안전해석용 모델	성능 모델/방법론 확보 여부 및 노심/안전해석 연계자료 생산능력
신기술 적용 노심부품 설계기준 개발	신형 소재부품(가연성독봉, 금속반사체)의 성능/열화/건전성 기준 제시
LEU+/ATF 적용 노심 개발	사용후핵연료 저감을 위한 기준 노심 및 핵연료 관리계획 제시 (전력 생산당 사용후핵연료 발생량 30% 이상 저감)
LEU+/ATF 장전 노심 EPZ 영향 평가	LEU+/ATF 적용으로 인한 EPZ 요건 개발
SMR 무붕산노심의 탄력운전 성능 평가	LEU+/ATF 적용 무붕산 노심의 탄력운전 성능 (일일부하추종운전시 최저 출력 20%P 및 불시출력변동시 경사변동 5%P/분 충족)

ㅇ 단계별 예상 주요 성과물

1단계(‘24~‘25)	- LEU+ 소결체, 금속반사체 제조공정 특허 - 연소시험용 LEU+/ATF 핵연료, 금속반사체 시작품 및 도면 - LEU+/ATF 핵연료, 금속반사체 물성/성능/안전성 시험데이터베이스 및 평가모델 - LEU+/ATF 핵연료 및 금속반사체 적용성 평가보고서 - LEU+/ATF 적용 고연소도 라이브러리 개발보고서 및 최적화 프로그램 LEU+/ATF 장전 SMR 기준 노심 개발보고서 - LEU+/ATF 고연소도 SMR 핵연료 선원항 보고서 - 무붕산노심 탄력운전 요건 및 전략 보고서
2단계(‘26~‘28)	- LEU+/ATF 핵연료/금속반사체 노내외 시험 결과 보고서 - LEU+/ATF 핵연료/금속반사체 제조 절차서 및 도면 - SMR용 LEU+/ATF 핵연료/금속반사체 설계 후보 및 설계기준 SMR 조건 규제 대응 인허가성 및 상용화 타당성 평가보고서 - SMR용 LEU+/ATF 장전 핵연료관리계획 전략보고서 - LEU+/ATF 적용 고연소도 SMR EPZ 영향 평가보고서 - 무붕산노심 탄력운전 반응도 제어전략 지침서 - 탄력운전 타당성 평가보고서 및 탄력운전 평가용 프로그램

4. 특기사항

ㅇ 혁신형 소형모듈원자로(i-SMR) 기술개발사업과의 연계 시 사업단과의 협업방안 제시

5. 연구개발기간 및 연구개발비 등

ㅇ 총 연구기간/정부출연금: 총 54개월 내외(2+3) / 총 170억원 내외

※ 정부 예산 상황 등 추진상황에 따라 총사업비 및 연구기간은 변동될 수 있음

ㅇ ‘24년 연구기간/정부출연금: 1차년도 9개월 / 6억원 내외

□ LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 첨단해석 및 노심평가 원천기술 개발

RFP번호

2024-06

공모유형

품목공모형

사업명

소형모듈원자로 사용후핵연료 발생량저감 핵연료 기반기술 개발사업

RFP명

LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 첨단해석 및 노심평가 원천기술 개발

PM분야

원자력

보안과제

여부

일반

1. 추진배경

ㅇ 소형모듈원자로(SMR)의 경우 기존 발전원 중심의 활용 외에 다양한 산업적 활용이 가능함

ㅇ 경수형 SMR의 경우 소형노심으로 중성자 손실 증가에 따라 연소도가 저하되고 결과적으로 고준위폐기물인 사용후핵연료가 기존 대형경수로보다 증가함. 이는 SMR의 수용성을 저해하는 원인으로 작용하고 있으므로 해당 현안을 해결할 수 있는 혁신적인 기술 개발이 시급한 상황임

ㅇ LEU+/ATF 핵연료를 적용한 SMR 노심의 사용후핵연료 발생 저감량을 평가하기 위해 연소도 증진 핵연료의 정상운전, 사고거동, 사용후핵연료 저장 및 운반을 아우르는 전주기적 성능 및 안전성 평가가 필요함

ㅇ LEU+/ATF 장전 핵연료의 정밀 통합안전성 해석기술을 개발하고 나아가 연소도 증진 핵연료의 전주기적 성능/안전성 평가기술과 경제적 노심구성을 위한 평가 원천기술 확보가 필요함

2. 연구개발목표

ㅇ 최종목표: SMR 사용후핵연료 대비 발생량 30% 저감 핵연료 장전 성능/안전성 첨단해석 원천기술 개발

① 세부기술 : LEU+/ATF 핵연료 종합 성능/안전성 평가 첨단해석 기술 개발

- LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 정상운전 거동 정밀 모사

- LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 주요 설계기준사고 안전성 평가

- LEU+/ATF 장전 SMR 사용후핵연료 저장‧운반 재료 안전성 평가

- LEU+/ATF 장전 SMR 원자로심 – 핵연료 – 열수력 연계 다물리 전산해석 플랫폼 개발

② 세부기술 : 고연소도 LEU+/ATF 핵연료 SMR 적용 핵연료주기 경제성 평가

- LEU+/ATF 핵연료 최대 달성 가능 방출 연소도 제시/핵연료주기 경제성 분석

- LEU+/ATF 장전 SMR 사용후핵연료 저장‧운반 경제성 평가

ㅇ 단계별 목표 및 연구내용

LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 성능/안전성 평가 및 노심영향 평가기술 개발 1단계(‘24~‘25)	[1차년도] - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 핵연료 성능평가 코드체계 및 평가요건 도출 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 핵연료 설계기준사고 안전 위협현상 조사 및 분석 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 설계기준사고 선정 및 안전 제한치 도출 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 사용후핵연료 저장 및 운반 안전성 평가 [2차년도] - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 핵연료 성능평가 코드체계 예비 구축 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 사용후핵연료 처분영향 예비평가 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 설계기준사고 안전 제한치 도출 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 정상운전 핵연료 성능 및 안전 제한 현상 평가 LEU+/ATF 장전 고연소 무붕산노심 벤치마크 검증 LEU+/ATF 장전 노심 열적여유도 평가기술 개발 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 설계기준사고 안전성 평가방법론 개발
사용후핵연료 발생량 저감 LEU+ 적용 경제성 평가 2단계(‘26~‘28)	[3차년도] - LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 첨단 정밀 해석 코드 구축 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 핵연료 정상운전/설계기준사고 고성능 전산해석 기술 개발 및 코드 이식 - LEU+/ATF 장전 노심 안전성 평가를 위한 노심/안전해석 연계 자료 생산 LEU+/ATF 장전 노심 열적여유도 영향 평가 LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 설계기준사고 영향 평가 LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료주기 경제성 분석 모델 개발 [4차년도] - LEU+/ATF 핵연료 최대 달성 가능 방출 연소도 제시/경제성 분석 기술 개발 - LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 첨단 정밀 해석 코드 검증 - LEU+/ATF 장전 SMR 사용후핵연료 저장‧운반 경제성 평가방법론 도출 [5차년도] - LEU+/ATF 핵연료 최대 달성 가능 방출 연소도 제시/경제성 분석 및 검증 - LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 첨단 정밀 해석 코드 최적화 - LEU+/ATF 장전 SMR 사용후핵연료 저장‧운반 경제성 평가 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 사용후핵연료 처분영향 최종 평가

3. 성과목표

ㅇ 성과목표 : SMR 사용후핵연료 대비 발생량 30% 저감 핵연료 장전을 위한 성능/안전성 첨단해석 및 노심설계 원천기술 개발

성과 지표	목표치
사용후핵연료 발생 저감량	기존 LEU SMR 노심 대비 30% 이상 저감량 입증
고연소도 핵연료 성능평가코드	미국 INL 개발 BISON 코드 성능 대비 동등 이상
사용후핵연료 저장 및 운반 안전성 평가	현행 사용후핵연료 저장 및 운반관련 안전규제 수준의 종합 안전성 평가
전주기 핵연료 첨단해석 전산 플렛폼 성능	전노심 계산 기술 확보
LEU+/ATF 적용 SMR 노심 안전성 영향 평가	LEU+/ATF 장전 i-SMR 설계기준사고 안전성 평가 결과
최대 방출연소도 및 경제성 분석	사용후핵연료 30% 저감을 위한 방출연소도 제시 및 경제성 분석

ㅇ 단계별 예상 주요 성과물

1단계(‘24~‘25)	- LEU+/ATF 장전 고연소도 핵연료 정상운전/설계기준사고/사용후핵연료 저장 해석코드 체계 - LEU+/ATF 장전 SMR 탄력운전 해석에 적용 가능한 원자로심-핵연료-열수력 연계 다물리 코드 플랫폼 - LEU+/ATF 고연소도 핵연료 SMR 환경 주요 안전 위협 현상 분석보고서 (정상운전/설계기준사고/사용후핵연료 장기저장) - LEU+/ATF 장전 SMR 경제성 분석 모델 - 고연소도 노심 벤치마크 검증보고서 및 열적여유도 평가보고서 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 노심/안전해석 연계 자료 - LEU+/ATF 장전 고연소도 SMR 설계기준사고 안전성 평가보고서
2단계(‘26~‘28)	- LEU+/ATF 핵연료 최대 달성가능 방출 연소도/농축도 제시 및 경제성 분석보고서 - LEU+/ATF 장전 SMR 핵연료 첨단 정밀 해석 코드 검증보고서 - LEU+/ATF 장전 SMR 사용후핵연료 저장‧운반 경제성 평가보고서

4. 특기사항

ㅇ 혁신형 소형모듈원자로(i-SMR) 기술개발사업과의 연계 시 사업단과의 협업방안 제시

5. 연구개발기간 및 연구개발비

ㅇ 총 연구기간/정부출연금: 총 54개월 내외(2+3) / 총 70억원 내외

※ 정부 예산 상황 등 추진상황에 따라 총사업비 및 연구기간은 변동될 수 있음

ㅇ ‘24년 연구기간/정부출연금: 1차년도 9개월 / 4억원 내외