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진행파 원자로(Traveling Wave Reactor)

전문가 제언: ○ 현재 가동 중인 경수로는 천연우라늄 중에서 U-235만을 농축하여 사용하고 나머지는 폐기한다. 최근에는 천연우라늄이나 토륨 및 사용 후 핵연료를 연료로 사용하는 신기술의 개발에 주력하고 있다.

○ 이러한 기술이 개발되면 지구에 풍부하게 매장된 우라늄과 토륨을 사용하여 인류에게 수천 년의 에너지를 공급할 수 있고, 축척되는 방사성폐기물 문제를 해소할 수 있다. 현재 개발 중인 이러한 시스템의 한 예로는 고속로 개발이 있다.

○ 본고는 수소폭탄의 창시자로 알려진 Dr. E. Teller가 1990년대에 제안한 TWR(travelling wave reactor)의 연구에 대하여 기술하고 있다. TWR은 원자로의 신 개념으로서 핵분열성물질(fertile)로 구성된 핵연료 내에서 증식/연소 현상이 한 영역에서 다른 영역으로 파동과 같이 옮아가면서 진행된다. 반응이 지나간 자리에는 타다 남은 연료와 핵분열생성물이 재로 남는다.

○ TWR은 천연우라늄과 토륨 및 사용 후 핵연료를 연료로 사용하므로 핵연료의 부족과 핵폐기물의 저장문제를 해소할 수 있다. 또한 핵주기가 간단하여 재처리시설과 핵폐기물 저장시설이 필요 없게 된다. 궁극적으로 TWR은 핵확산, 안전성, 환경의 위험성으로부터 원자력을 자유롭게 할 수 있을 것으로 기대된다.

○ 한국은 U-238의 이용과 사용 후 핵연료의 재활용을 위하여 소듐 고속로와 건식 재처리공정(pyroprocessing)을 개발하여 왔다. 한국원자력연구원은 2030년경에 건설을 목표로 600㎿e급 KALIMER 고속로 개발을 추진 중이다. TWR과 같은 새로운 원자로 개념과 개발에도 관심이 필요하다.

저자: John Gilleland, Charles Ahlfeld, Dimitri Dadiomov, Rod Hyde, Yuki Ishikawa, David McAlees, Jon McWhirter, Nathan Myhrvold, John Nuckolls, Ashok Odedra, Kevan Weaver, Charles Whitmer, Lowell Wood
자료유형: 학술정보

원문언어: 영어
기업산업분류: 에너지