핵연료공학 기초 - 경수로 연료의 거동(LWR Fuel Behavior During In-Core Transients and Storage)

전문가 제언

□ 원자로의 핵연료는 핵분열성물질로, 천연에는 우라늄-235, 인공적인 것에는 플루토늄-239 및 우라늄-233이 있다. 경수로에서 연소시킬 경우에는 우라늄-235의 농도가 3～5%인 것을 핵연료봉에 넣어 원자로에 장전하여 사용한다.

□ 경수로핵연료는 원자로에 있어서 열원이고, 방사성물질의 발생원이기 때문에 원자로출력의 급상승이나 냉각재에 의한 제열의 부족이라는 이상사태에 빠지더라도, 핵연료의 거동이 노심의 용융이나 압력용기의 심한 손상 등에 연결되지 않도록 원자로가 설계되어 있어야 한다. 이 때문에 원자로의 안전 심사에 있어서는 이상상태를 상정하여 핵연료가 어떻게 거동하는가를 평가하는 것이 요건이 되고 있다.

□ 안전성 평가에서 상정되는 이상사태로 대표적인 것에는, 제어봉의 낙하나 비출에 의해 원자로출력이 급상승되는 반응도사고와 배관파단 등에 의해 노심부터 냉각재가 유출되어 버리는 냉각재 상실사고(LOCA)가 있다. 냉각재 상실사고(LOCA)에서는 배관 등의 파단에 의해 원자로압력용기로부터 냉각재가 상실된다. 사고 직후에 원자로는 정지되지만 붕괴열이 축적되어 핵연료봉온도는 상승한다. 이와 같은 사태를 상정하여 원자로에는 비상용 노심냉각계통(ECCS)이 장비되어 있다.

□ 원자로심에서 인출한 핵연료는 사용후 핵연료 수조에서 냉각 및 보관된 후, 중간저장시설이나 재처리공장으로 운반된다. 중간저장시설은 재처리될 때까지의 40～60년간 사용후 핵연료를 관리 및 저장하는 시설이다. 중간 저장시설에서의 사용후 핵연료의 저장방식에는 대별하여 습식저장과 건식저장방식이 있다.

□ 한국에는 가압경수로 20기가 가동 중이지만, 사용후핵연료는 원자력발전소 부지 내의 저장시설에 저장되어 있다. 앞으로 중간 저장시설이 마련되어야 사용후 핵연료를 저장할 수 있겠다. 하루 속히 중간저장시설이 마련되어야만 원자력발전을 계속할 수 있고 안정적인 전력을 생산할 수 있겠다.

저자

Toyoshi FUKETA ; Fumihisa NAGASE ; Akihiro SASAHARA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2005

권(호)

47(2)

잡지명

일본원자력학회지(A155)

과학기술
표준분류

에너지

페이지

112~119

분석자

문*형

분석물

• 핵연료공학 기초 - 경수로 연료의 거동.pdf [181,541 byte]

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