원자력공학과 학생들, 국제학회에서 연이어 수상

작성일 2025-09-03

원자력공학과 장윤석 교수 연구실 소속 김민식, 이도연 학생(석사4기)이 지난 7월과 8월 개최된 국제학회에서 연이어 수상했다.

원자력공학과 김민식, 이도연 학생 석사 부문 우수 논문 선정
대학원 진학해 연구를 끝까지 책임지는 능력 길러

원자력공학과 장윤석 교수 연구실 소속 김민식, 이도연 학생(석사4기)이 지난 7월과 8월 개최된 국제학회에서 연이어 수상했다. 김민식 학생은 ‘American Society of Mechanical Engineers(ASME) PVP Division’에서 학사/석사 부문 1등을 차지했다. 이 학회는 세계적 영향력이 큰 학회로 구조 건전성, 피로 및 파괴역학, 고온 설계 등 최신 연구 성과가 발표되는 자리다. 이번 학회에서는 총 165개 세션에서 600여 편의 논문이 발표됐다.

원전 탄력운전, 4세대 원자로 개발 관련 논문 발표
김민식 학생은 ‘Numerical Analyses for Derivation of New Control Rod Replacement Criteria’라는 제목의 논문을 발표했다. 이 논문은 원자력 발전소의 제어봉과 관련된 내용으로, 최근 원자력 발전소의 운전량이 증가함에 따라 제어봉의 구조 건전성이 저하할 가능성이 커지는 문제에 대한 해답을 찾고자 접근했다.

연구에서는 한국 표준형 원자력 발전소의 제어봉에서 관찰되는 대표적인 마모 결함을 대상으로 일련의 수치 해석을 수행했다. 이를 통해 결함의 유형, 길이, 깊이, 각도 등을 변수로 요소가 미치는 영향을 확인했다. 김민식 학생은 “해석 값을 기준으로 제어봉 교체 기준을 제안했다. 이번 결과로 원자로의 안전한 운전과 제어봉 수명 관리에 기여할 것”이라고 설명했다.

이도연 학생은 원자로 구조 건전성 및 안전 분야에서 세계적 권위를 가지는 ‘Structural Mechanics in Reactor Technology(SMiRT)’에서 대학원생 분야 장학 수상자로 선정됐다. 학회에서 500여 편의 논문이 발표됐고 차세대 인재 양성을 위해 뛰어난 연구 성과와 잠재력을 지닌 10명의 장학생이 선정됐다.

이도연 학생은 ’Creep crack growth evaluation of SFR pipe using an extended damage mode’라는 제목의 논문을 발표했다. 4세대 원자로 개발과 관련된 연구로 그는 “원자력 발전의 구조 신뢰성과 배관 균열 검사 기준 수립의 기초자료로 활용될 것”이라고 설명했다. 현재 개발 중인 4세대 원자력 발전소는 일반 운전 온도가 크리프의 영향을 받는 영역에 있어 구조물이 크리프 균열 성장으로 인한 손상에 노출된다. 이에 따라 크리프 균열 성장 거동에 신뢰성 있는 평가 방법이 요구되고 있다.

이번 연구에서 이도연 학생은 미세 메커니즘을 반영한 Gurson–Tvergaard–Needleman (GTN) 모델에 크리프 영향을 추가해 확장 손상 모델을 구축하고 검증했다. 또한 4세대 원전 중 하나인 Sodium-cooled Fast Reactor (SFR)의 배관을 대상으로, 초기 균열 형상에 따른 크리프 균열 성장 거동을 분석하고, 선행연구에서 제시된 허용 균열 길이에 도달하는 시간을 정량적으로 산출했다.

이들은 발표한 주제를 저명 학술지에 투고하기 위한 작업을 진행하고 있다.

대학원은 혁신하는 기술의 최전선
두 학생은 학회 수상에 연구실의 도움이 컸다고 밝혔다. 연구실 차원에서 국제학회 투고를 장려하고 있고, 이는 곧 연구원의 동기부여로 이어졌다. 지도교수인 장윤석 교수의 도움도 컸다. 김민식 학생은 “논리 전개 과정부터 예상 질문, 사소할 수 있는 발음까지 깊은 관심을 가지고 조언을 주셨다. 그 덕에 좋은 성과를 거둔 것 같아 깊은 감사를 드린다”고 전했다. 이도연 학생은 “대학원에 진학하면서 연구과제를 어떻게 책임지고 끌고 나가야 하는지 많은 경험을 통해 배울 수 있었다. 연구력을 키워주신 교수님과 함께 토론하며 연구의 완성도를 높여준 연구실 동료에게 감사한다”고 말했다.

이들은 학부연구생 과정을 거치고 대학원에 진학했다. ‘주도성’이 학부연구생과 대학원생의 주된 차이라고 말한 김민식 학생은 “학부연구생 때는 정해진 주제를 따라가기만 하면 됐다. 하지만 대학원생의 연구는 스스로 주도해야 한다”고 설명했다. 원자력 산업은 소형모듈 원자력 발전, 4세대 원자로 발전소 등 새로운 혁신을 앞두고 있다. 대학원은 혁신하는 기술의 최전선이자 역량을 기를 창구다. 이도연 학생은 “학부 과정보다 심도 깊은 탐구를 할 수 있다. 교수님의 연구 홈페이지를 참고해 진로 방향을 참고하길 바란다”고 말했다.

장윤석 교수 연구실은 한국형 소형모듈 원자로 설계에 참여하며 최신 원자력 기술을 선도하고 있다. 김민식 학생은 “설계부터 핵연료 운반까지 연구원의 관심에 맞는 기술을 연구하고 있다. 또한 인공지능 세미나 연수 등 최신 기술을 연구에 접목할 수 있도록 적극적으로 안내하고 있다”며 연구실을 소개했다. 이들은 발표한 연구 자료를 저명 학술지에 게재하기 위해 노력할 계획이다.

마지막으로 대학원 진학을 꿈꾸는 학생에게 갖추면 좋은 역량도 소개했다. 김민식 학생은 글쓰기 역량을 기르길 추천했다. 그는 “하나의 주제를 설정하고, 이를 글로 온전히 잘 표현하는 역량이 필요하다. 생각하고 글을 써보는 연습을 해보길 바란다”고 말했다.