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핵분열성 물질을 고속으로 증식하는 신개념 원자로의 핵적 설계

전문가 제언: ○ 고속증식로는 원래 경수형 원자로에서 연소하고 나온 사용후 핵연료를 재처리하여 추출한 우라늄 및 플루토늄을 가공한 시드 핵연료 집합체에 천연우라늄 혹은 감손우라늄을 블랭킷으로 사용하여, 블랭킷에서 생성되는 플루토늄의 양이 원래 시드 핵연료에 장전된 플루토늄보다 더 많도록 하는 개념으로 실현될 경우 현재의 우라늄 부존량만을 사용할 때보다 50～60배의 에너지를 추출할 수 있다.

○ 그러나 1970년대 중반 핵확산에의 우려로 인하여 미국에서는 그 개발연구가 중단되었으며, 프랑스는 Phenix와 Super-Phenix를 통하여, 일본도 Monju 고속증식로를 통하여 그 실용화연구를 진행하여 왔다. 그러나 Super-Phenix는 연속된 나트륨 누출로 인한 사고로 폐쇄되었으며, Monju도 나트륨 누출사고로 현재는 가동이 중단되어 있다.

○ 인도는 Bhabha 원자력센터의 설립자인 Homi Bhabha가 1955년, 1단계에서는 가압중수로를, 2단계에서는 우라늄-플루토늄에 기반을 둔 고속증식로를 개발했다. 3단계에서는 토륨을 기반으로 하는 고속증식로의 개발을 주창한 이래, 열악한 인프라와 핵폭탄 개발에 따른 다른 선진국의 비협조에도 불구하고 이러한 개념에 바탕을 둔 원자력발전소의 개발에 주력하여 왔다.

○ 이러한 노력의 결실로 인도는 2004년 10월 고속증식로인 500MWe 규모의 PFBR 건설에 착수하여 2009년경에 초기임계에 도달할 예정이다. 원자력발전소 건설의 활황이 예상되는 2020년 이후에는 고속증식로의 도입이 불가피할 것이라는 가정 하에 국가적인 노력을 기울이고 있다.

○ 우리나라도 경수로에서 사용된 핵연료를 건식 재처리에 의하여 추출된 악티니드를 연료로 하는 액체금속로 KALIMER 개발연구를 한국원자력연구원에서 진행하고 있으며, 부족한 기술의 개발을 효과적으로 수행하기 위해 국제협력을 활발히 추진하고 있다. 그러나 아직은 개발이 본격화되어 있지 않은 실정이다. 따라서 앞으로 이 분야의 기술이 상용화되는 시점에서 선도적 역할을 하기 위해서는 장기적인 목표를 가지고 부족한 기술의 개발에 더욱 노력을 기울여야 한다.

저자: V. Jagannathan, Usha Pal, R. Karthikeyan, Devesh Raj, Argala Srivastava, Suhail Ahmad Khan
자료유형: 학술정보