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미래의 재처리에 적합한 기술선정과 개발방침

전문가 제언: ○ 미사용 핵 연료봉에는 2산화우라늄의 연료펠릿이 봉입되어 있는데, 원자로에서 핵분열에 의해 우라늄이 별종의 원소로 전환된다. 그들 핵분열생성물도 알파붕괴나 베타붕괴로 핵종변환에 의해 별개의 물질로 변환해 간다. 그래서 사용후핵연료 봉 내에는 다수의 원소가 혼재하는 상태가 된다. 이와 같은 상태의 연료봉에서 미반응의 우라늄 및 생성된 플루토늄을 인출하는 작업이 핵연료의 재처리이고, 그것을 하는 곳이 재처리공장이다. 인출된 우라늄과 플루토늄은 다시 핵연료로 가공된다.

○ 현재 각국에서 채용되고 있는 핵연료의 재처리방법은 PUREX(Plutonium and Uranium Recovery by EXtraction)법이라고 부르는 것으로, 산에 녹인 핵 연료봉에서 우라늄과 플루토늄을 인산트리부틸(TBP: Tributyl phosphate)로 추출하여 분리하는 방법이다.

○ 원자로연료의 재처리기술로서 실용화에 도달한 기술은 현재 경수로연료를 대상으로 하는 PUREX법뿐이다. 차세대기술로서 2050년부터 상업용 원자로 도입이 예상되는 고속로연료를 대상으로 하는 재처리기술의 검토가 시작되고 있다. 그러나 고속로가 도입된 후에도 최저 수십 년간은 경수로와의 병용기간이 계속되고, 차세대 재처리기술에서는 경수로연료 및 고속로연료와 종류가 다른 연료를 처리해야 된다.

○ 플루토늄은 용이하게 핵무기로 전용이 가능하기 때문에 그것만을 소유하는 것은 핵 비확산조약으로 금지되어 있다. 그래서 플루토늄과 우라늄을 혼합한 용액을 만들어 이것을 마이크로파로 탈질산화물 혼합연료(MOX)로 보관하고 있다. 우라늄도 유동베드에서 탈질산화물(회수우라늄)로 보관하고 있다.

○ 원자력발전소에서 발생되는 사용후핵연료를 취급하는 주요 상업용 재처리공장 중에서 규모가 크고 외국으로부터의 사용후핵연료를 받아서 재처리하고 있는 시설은 프랑스의 La Hague 공장과 영국의 Sellafield공장뿐이다. 재처리공장을 갖고 있지 않은 국가는 이것들을 이용하고 있다.

저자: Tsukada, T., Inoue, T.
자료유형: 학술정보