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천연우라늄-토륨핵연료 고속증식로

전문가 제언: ○ Th-232는 에너지 수준이 1.6MeV 이상인 중성자에 의하여 핵분열을 일으킨다. Th-232는 중성자를 흡수하여 Th-233을 생성된 후에 베타붕괴로 Pa-233을 거쳐 U-233로 변환된다. U-233은 핵분열성 물질이며, 핵분열에 의하여 발생하는 평균 중성자수가 높고, 사용 후 핵연료의 독성이 낮은 등의 여러 가지 장점을 가진다. 최근에 우라늄 가격의 급증과 지각에 토륨 자원이 우라늄 자원에 비하여 세배나 풍부하게 존재하는 이유로 토륨 연료주기에 대한 관심이 높아지고 있다.

○ 본 논문은 소듐 고속증식로에 천연우라늄과 토륨 금속연료를 장전하여 U-233의 증식특성을 연구하였다. 평형연료주기 계산을 수행하여 노심 내 토륨의 비율 및 연소도에 따른 노심 임계도 변화와 U-233의 생산량을 조사하였다.

○ 토륨 연료주기는 경수로, 고속증식로, 용융염 원자로, 중수로, 고온가스 냉각로에 사용이 가능하다. 국제원자력기구(IAEA: International Atomic Energy Agency)는 토륨의 우수한 중성자 특성, 플루토늄 축적의 감소, 핵확산방지 등의 이유로 토륨 연료주기의 연구를 장려하고 있다. 그러나 현재까지는 토륨 연료주기의 연구가 토륨자원이 풍부한 인도 등에 국한되어 왔다.

○ 한국은 사용 후 핵연료 관리를 위하여 소듐 고속로와 건식처리(pyroprocessing)을 근간으로 하는 핵연료주기를 개발하여 왔다. 미래를 위한 대체에너지원의 확보를 위하여 토륨 연료주기에 대한 타당성 분석 및 기술에 대한 연구를 강화할 필요가 있다고 본다.

저자: Ismail, Peng Hong Liem, Naoyuki Takaki, Hiroshi Sekimoto
자료유형: 학술정보