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핵분열 응용을 위한 핵융합 중성자

전문가 제언: ○ 원자력은 지구 온난화 문제를 해결하고 고갈되어가는 화석연료를 대체하기 위한 미래 에너지원으로 매우 유망하다. 그러나 원자력은 사고 및 사용후핵연료에 포함된 장수명 방사선물질로부터 위험을 줄이는 문제가 있다. 체르노빌(Chernobyl), TMI(Three Miles Island) 등 원자력 발전소에서 발생한 사고를 교훈으로 차세대 원자로의 안전은 크게 개선되었다. 현재까지 대부분의 사용후핵연료는 임시 저장되고 있으며 지하에 영구 저장할 것인지, 재처리하여 사용할 것인지, 결정을 기다리고 있다. 핵융합기술의 개발은 오랜 기간 계속되고 있으나, 공학적인 문제로 실현이 늦추어 지고 있다.

○ 본 발명은 tokamak를 이용한 플라스마로부터 충분한 에너지를 가진 중성자를 이용하여, 초우라늄 핵폐기물을 변환시키고, 방사성 독성을 감소시키는 핵융합-핵분열 하이브리드 원자로를 공개하였다. 열중성자 원자로에서 핵폐기물을 예비 처리한 후에, 변환이 어려운 나머지 초우라늄 방사성물질을 하이브리드 원자로에서 제거하는 효과적인 방법도 제시하였다.

○ 한국은 사용후핵연료의 저장과 재사용에 대한 각종 연구를 수행 중이다. 고준위방사성 폐기물의 심층지하 저장에 관한 연구와 사용후핵연료를 연료로 사용하는 고속로와 장수명 방사성 핵종을 단수명 핵종으로 변환시키는 핵변환원자로에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 또한 한국은 KSTAR 개발을 통하여 핵융합기술을 쌓았고, 현재 국제 핵융합실험로(ITER) 개발에 참여 중이다. 한국은 사용후핵연료의 경제적이고 효과적인 처분과 관련하여 본 발명에서 공개하는 기술을 검토할 필요가 있다고 본다.

저자: KOTSCHEN-REUTHER, Michael, T. MAHAJAN, Swadesh, M. VALANJU, Prashant, M.
자료유형: 특허정보