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재처리-리사이클 기술개발 현황과 일본의 개발에의 제언

전문가 제언: ○ 핵연료는 일정기간 원자로에 장전하여 연소시키면 더 연소할 수 없는 사용후연료가 된다. 사용후연료 중에는 핵분열생성물, 플루토늄(Pu), 타고 남은 우라늄(U)의 3가지가 포함되어 있다. 사용후연료를 녹여서 생기는 Pu과 타다 남은 U을 핵분열생성물로부터 분리하는 것을 재처리라고 한다. 재처리공장에서는 연료봉을 잘게 잘라서 초산으로 용해하여 Pu와 U를 추출한다. 남은 용액은 핵분열생성물과 초우라늄원소(TRU: Trans Uranium), 핵연료봉피복관의 파편 등이 혼재하여 고준위방사성폐기물이 된다.

○ Pu는 고속증식로에서 태워야 자원적인 가치가 있는데 재처리로 분리된 Pu이 사용되지 않고 저장되어 왔다. 또 핵병기를 해체하여 꺼낸 Pu도 축적되고 있다. 이와 같은 잉여 Pu은 핵확산방지 상 장해가 되고 있고, 경수로 등의 열중성자로에서 태워버리려는 계획을 pluthermal이라 한다. 2003년 1월에 미국이 선진핵연료사이클구상(Advanced Nuclear Fuel Cycle Concept)을 발표하였는데, 리사이클보다는 오히려 방사성 폐기물 저감을 목적으로 한 것이다.

○ 미국 에너지부가 2006년 2월에 신기술에 의한 핵연료사이클의 확립을 목표로 “국제원자력에너지파트너십(GNEP: Global Nuclear Energy Partnership)" 구상을 발표하였다. 신재처리기술은 연료 중에 생기는 TRU와 Pu을 혼합된 상태에서 꺼내는 기술이다. TRU는 높은 방사능을 갖고 있고, 현재는 고준위방사성폐기물이다. GNEP계획의 실현을 위해서는 새로운 재처리기술과 Pu와 TRU의 혼합연료를 연소시키는 신형원자로의 개발이 필요하게 된다.

○ 20기의 원전을 운영하고, 앞으로도 많은 원전건설을 계획하고 있는 한국은 사용후연료 저장시설 용량이 2010년경에는 부족하게 된다. 사용후연료의 저장시설의 건설이 시급하다. 사용후연료 중에 있는 유용한 자원을 재활용하기 위해서는 GNEP 등 외국의 사례를 연구하여 한국에 맞는 대안을 마련해야 한다.

저자: Atomic Energy Society of Japan
자료유형: 학술정보