장윤석 교수, 국가와 사회발전에 기여하는 전문가 양성에 주력하다

인류 공영(共榮)을 꿈꾸는 공학자
국가와 사회발전에 기여하는 전문가 양성에 주력하다

장윤석 경희대학교 원자력공학과 교수

지난해 12월, 한국수력원자력과 한국전력이 개발한 3세대 가압경수로 ‘APR 1400’이 처음 적용된 울산 ‘신고리 원전 3·4호기’ 건설 사업이 착공 12년여 만에 준공됐다. APR 1400은 1992년부터 10년간 약 2천300억원을 들여 개발한 한국형 원전 모델로, 앞서 2017년 유럽사업자요건(EUR) 인증심사 최종 통과, 그리고 2019년 미국 원자력규제위원회(NRC)의 설계 인증을 최종 통과하는 등 세계 양대 인증을 모두 취득해 설계와 운영의 안전성을 국제적으로 공인받은 바 있다. 이날 준공식에 참여한 성윤모 산업통상자원부 장관은 “신고리 3·4호기는 1992년 기술 자립을 목표로 시작된 신형 경수로(APR 1400) 개발의 역사를 담고 있으며, UAE 원전 수출의 참조 발전소로 우리 원전이 세계 시장에서 좋은 평가를 받는 계기가 될 것”이라며 강조했다. 우리나라의 원전 기술은 60여 년이라는 짧은 기간에 고도의 성장을 이뤘다고 할 만큼 역사가 길진 않지만 현재 세계 최고 수준으로 인정받고 있다. 이렇듯 분야 발전의 중심에는 장윤석 경희대학교 원자력공학과 교수가 있다. 그는 원자력공학 분야의 오피니언 리더로, 역량을 고루 갖춘 전문인재 양성에 주목하며 원전 분야의 체계적이고 효율적인 지식 전수를 위해 다방면으로 힘쓰고 있다. <위클리피플>은 장 교수를 만나기 위해 경기도 용인시에 위치한 경희대학교를 찾았다.
취재_김유위 기자, 박주영 기자 / 글_김유위 기자

원자력공학 분야의 오피니언 리더
학부시절 기계공학을 전공했던 장 교수는 여러 과목 중 단단한 물체에 힘이 가해지면 변형이 생기고 이로 인한 응력이 허용기준을 넘어서면 파손에 이르게 되는 현상들을 증명하고 계산하는 ‘고체역학’에 남다른 흥미를 갖게 되었다. 이어 장 교수는 응용학문의 하나인 파괴역학을 전공하며 학위를 취득한 후, 한전기술(주) 전력기술개발연구소, 독일 Stuttgart대학 MPA 연구소, 일본 동경대학 생산기술연구소 등에서 연구해오며 다년간 여러 현장 경험과 전문성을 쌓아왔다.

“연구소 및 대학에서 맡았던 연구를 진행하기 위해서는 다른 학문과의 연계가 필수적입니다. 대형 원자력 발전시설의 안전성 입증을 위해 재료역학 및 유체역학과 법률 및 규정에 대한 지식이 필요했으며, 전산역학 기반의 다중물리 및 다중스케일 평가 그리고 잠시이지만 IT기업 및 생물학 교수님과의 공동연구를 진행하기도 했습니다. 원자력공학의 발전을 위해 지금까지 여러 사람들을 만나 교류하면서 다양한 주제의 연구를 진행해왔지만 돌이켜보면 ‘보다 나은 세상을 위한 공학 설계와 평가’라는 말로 요약됩니다. 현재는 고체역학 및 파괴역학을 활용한 설계 및 손상원인 분석과 더불어 가상 중대사고 조건에 해당하는 고에너지배관 파단, 증기폭발, 항공기 충돌, 화재 시뮬레이션과 격납건물 극한내압 및 확률론적 분석 연구 등을 수행 중이며, 사용후 핵연료 운반·저장 분야 연구에 관심을 갖고 있습니다.”

이렇듯 장 교수는 국가와 사회발전을 위한 공학 기술 연구에 끊임없는 노력을 다하고 있으며, 그가 그동안 연구해온 대표적인 논문으로는 「그린함수를 이용한 원자로압력용기 3차원 피로수명 평가」, 「통계처리기법을 이용한 압력용기강 재료의 Weibull Parameter 결정」. 「균열이 존재하는 세관에서의 누설률 예측」, 「Derivation of Fracture Resistance by Use of Small Punch Specimens」, 「난류를 고려한 원자로내부구조물 구조 건전성 평가」, 「원자로내부구조물 집합체의 유체유발진동 해석」, 「고에너지배관 파단에 의한 제트충돌하중 평가 실험을 위한 예비 CFD 해석」, 「극한 인적 재해를 대비한 해양 원자로 안전 방호벽 기초 설계」 등이 있으며, 이러한 연구 논문은 그 우수성을 인정받아 다수의 우수논문상 수상 및 대한기계학회 유담학술상(2011), 한국압력기기공학회 학술대상(2015)을 수상하는 영예를 안기도 했다. 또한 장 교수는 제자들이 원하던 직장에 취업하거나 국내·외 학술대회 및 경진대회에서 수상했을 때 교육자로서 가장 뿌듯하다고 전했다. 이렇듯 장 교수는 원자력공학의 오피니언 리더로서 막중한 책임감을 바탕으로 한 전문인재 양성 및 공학 기술연구로 국가와 사회발전에 기여하고 있다.

균형있는 에너지 정책이 중요하다
독일의 경제학자이자 사회학자인 헤르만 셰어(Hermann Scheer)는 2006년 집필한 그의 저서 ‘에너지 주권(원제:Energieautonomie)’에서 “에너지 주권을 확립하지 못하면 독립은 없다, 포스트 석유시대에서 생존 대안은 무엇인가”에 대해 이야기하며, 각종 에너지원의 허와 실, 그리고 에너지 문제 해결의 방향을 제시한 바 있다. 우리나라는 전체 소모되는 에너지의 약 97%를 해외에서 수입하고 있으나 에너지 소모율은 굉장히 높다. 그만큼 에너지의 생산과 공급, 에너지의 전환·저장·사용, 국내·외적으로 추정되는 에너지 자원의 이용 가능량과 예상되는 전체 에너지 수요를 동일하게 하는 방법에 관한 정부의 균형있는 ‘에너지 정책’이 중요하다.

“사회의 동력원인 에너지는 수요와 공급에 따라 급격한 패러다임의 변화를 불러왔으며, 세부사항에서 다소 차이가 있을 뿐 기본 원칙은 앞으로도 지속될 것으로 예상됩니다. 화석연료에서 원자력 및 신재생에 이르기까지 다양한 발전원의 장·단점과 상이한 효율 그리고 스마트 그리드의 최적화 등 분분한 기술적 논란은 차치하더라도 분배 및 저장에 다른 빈부격차와 환경보호 등 사회·경제적 측면을 무시할 수는 없습니다. 4차 산업혁명을 선도하고 영위하기 위한 필수 요소이자 때로는 심각한 국제적 갈등 및 분쟁을 유발할 수 있기에 안보와 정치적 측면도 감안하여 다원적 관점의 해결책을 찾아야 합니다. 주변 강대국의 새로운 자국 우선주의와 패권경쟁 그리고 글로벌 경제의 치열함과 불확실성 등 어수선한 외부 여건도 간과하기 어렵습니다. 그러나 경이로운 경제발전을 넘어 선진국 도약을 목전에 두고 있는 대한민국의 경쟁력 하락 또는 상실마저 우려되는 곤혹스러운 상황에서 국가 차원의 치밀한 총체적 전략 수립이 요구됩니다. 아직까지 모든 면에서 완벽한 에너지원은 없습니다. 모든 국가는 그 나라 최적의 전원구성(energy mix)을 모색하고 지향하고 있습니다. 우리나라도 예외일 수 없으며, 대표 전원 중 하나이자 각고의 노력을 기울여 보유하게 된 최고 수준의 원자력 발전소 설계 및 운영 기술과 전문인력을 허무하게 잃어버려서는 안 됩니다. 까다롭기로 소문난 유럽과 미국의 규제기관으로부터 모두 인증을 받은 유일무이한 설계기술인 APR 1400은 원전기술 선진국이라 일컬어지는 프랑스와 일본도 이루지 못한 값진 성취입니다. 이제 안전은 사회 가치의 우선순위 변화로 인해 선택이 아닌 필수 사항으로 자리 잡아가고 있습니다. 원자력 산업에서도 지진 등 극한재해 상황에 대한 장·단기 개선대책을 도출하여 이행 중이고, 비상대응 시설 개선 및 강화된 안전검사를 시행하고 있으며, 다중 고장을 고려한 확률론적 분석 등 사고관리 연구도 진행하고 있습니다. 이제는 모두가 에너지 정책에 관심을 가지고, 보다 나은 선택을 위한 방향 모색에 힘쓸 때입니다.”

인류 공영(共榮)에 기여하는 전문가를 양성하다
원자력공학은 원자핵에서 방출되는 방사선이나 핵반응으로 얻게 되는 막대한 에너지를 평화적으로 이용하기 위한 제반 이론과 기술 등을 다루는 종합학문으로, 1979년에 설립된 경희대학교 원자력공학과는 원자력발전소의 설계, 운전, 관리 및 안전성 평가를 주도할 수 있는 고급기술인력 양성에 주안점을 두고 있으며, 이에 필요한 기초이론, 수치해석 및 실험, 첨단 엔지니어링 교육을 시행하고 있다. 2010년, 후학 양성 교육에 큰 뜻을 품고 경희대학교 원자력공학과에 부임한 장 교수는 미래 에너지산업을 이끌어갈 전문가를 육성하는데 매진하고 있다.

“에너지는 식량, 물 등과 함께 인류가 지속가능한 세계를 영위하는 데 있어 필수불가결한 중요한 가치입니다. 원자력공학은 현장에서 적용되는 지극히 실용적인 기술에서부터 거시적인 국가 에너지 정책까지 다룰 수 있는 매우 광범위한 분야이며, 또한 물리, 화학, 생물 등 자연과학의 모든 분야 지식이 함께 융합, 활용되어 시너지를 낼 수 있는 종합학문입니다. 현재 경희대학교 원자력공학과에서는 세계화·정보화 시대에 적응할 수 있는 인재, 지식 기반 사회가 요구하는 창의력 있는 인재, 이론과 실무를 겸비하고 추진력과 도덕성을 갖춘 인재, 미래 가치를 창출하고 산업 발전을 선도할 수 있는 인재 양성을 교육의 최우선 목표로 두고 있습니다. 시대의 변화와 인식의 차이는 있지만 교육의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 인구 급감, 환경 변화 및 에너지 안보, 4차 산업혁명, 남-북 관계, 미-중 신(新) 냉전, 팬데믹 쇼크 등 산적한 외교 및 사회 문제의 해결을 위해서는 유능하고 현명한 인재 육성은 반드시 필요합니다. 원자력공학과 진학을 희망하는 학생들이나, 현재 재학 중인 학생들이 좀 더 자부심을 가지고 학업에 힘쓸 수 있도록 지금은 교육자들이 나서야할 때입니다. 대한민국의 에너지 주권을 지키고, 인류 공영에 기여하는 전문가들이 많이 나타날 수 있기를 기대합니다.”

이처럼 에너지 주권을 지키고, 국가와 사회발전 및 인류 공영에 기여하는 전문인재 양성을 위한 교육에 매진하고 있는 장윤석 교수. 현재 그는 동남아시아와 중동 국가 교수진 및 학생들에게 커리큘럼 제언을 하는 등 다른 국가 대학과의 연계를 준비하며, 글로벌 시대를 주도해가는 오피니언 리더 배출에도 뜻을 두고 있다. 끝으로 장 교수는 “젊은 공학자들이 많이 나타나서 세상을 의미 있게 바꿔나갈 수 있기를 바란다”라고 전했다. <위클리피플>은 장 교수가 가진 교육자로서의 신념이 미래를 이끌어갈 청년들에게도 전달될 수 있기를 기대해본다.

profile

성균관대학교 기계공학 학사·석사·박사
한국전력기술(주) 전력기술개발연구소 선임·책임연구원
미국 Westinghouse 에너지센터 Joint-work Engineer
독일 Stuttgart University MPA연구소 연구원
일본 University of Tokyo 생산기술연구소 연구원
미국기계학회 B&PV Code Section XI Delegate
대한기계학회 재료 및 파괴부문 회장
한국원자력안전기술원 방문교수
現 경희대학교 원자력공학과 교수
現 경희대학교 공과대학 교무부학장
現 대한기계학회 평위원 / 논문집A 편집인
現 한국압력기기공학회 학술이사 / 논문집 편집위원
現 대한전기협회 원전가동중검사 분과위원
現 13th Int. Conference on Integrity of Nuclear Components 조직위원장
現 16th Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength 조직위원장

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