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사용후 핵연료 건식 재처리 기술의 현황

전문가 제언: ○ PWR 원자로에서 발생한 사용후연료를 재사용하기 위해 재처리 공정이 필요하다. 고농축 우라늄과 더불어 재처리에서 회수된 Pu 등이 핵무기원료로 전용될 우려가 있기 때문에 우라늄 농축/재처리 기술은 핵확산에 대단히 민감한 분야다.

○ 재처리로부터 회수된 잔존 우라늄과 새로 생성된 Pu을 전력 생산에 사용하기 위해 U와 Pu을 분리하지 않고 혼합 산화물(Mixed Oxide) 상태로 회수하는 습식 재처리공정 탠덤(tandem) 연료 사이클이 연구되어 왔다. 재처리 공정을 통해 고조되고 있는 핵확산에 관한 국제적인 우려와 비확산정책에 부딪혀 이 기술은 연구개발이 일시 중지되었다.

○ 핵 비확산 정책에 저촉되지 않는 연료 사이클이 요구된다. 가장 적합한 기술이 바로 DUPIC(Direct Use of Spent PWR fuel in CANDU) 연료 사이클로 알려져 왔다. 이를 통해 국제적인 제한을 기술적으로 극복할 수 있을 것이다.

○ 핵 비확산 정책으로 재처리가 중지된 한국에서는 날로 축적되는 사용후연료의 저장량을 줄이는 방법의 하나로 이 DUPIC 건식 재처리기술을 개발하고 있다. 이는 약 1%농도의 Pu을 소비할 수 있으므로, 자원절약, 사용후연료 저장량 저감, 핵 비확산 정책 등에 기여할 것이다.

○ 2005년 현재, 우리나라는 국내에 16기의 PWR와 4기의 CANDU가 운전되고 있다. 2015~2050년까지 CANDU 원자로 4기 전체에 DUPIC 연료를 장전 연소한다고 가정한 물량 분석에 따르면, 천연 우라늄이 8,000톤 절약되고, 사용후연료가 1,900톤 감소되며, 이는 연간 2,000만$의 경제적 이득에 해당한다. 따라서 DUPIC 연료 사이클은 핵 비확산 정책에도 적합할 뿐 아니라 경제적으로도 장점이 있다고 판단된다.

저자: Osamu AMANO, Junichi YAMASHITA
자료유형: 학술정보