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사용 후 핵연료 재처리의 연구개발 현황

전문가 제언: ○ 사용 후 핵연료(SF: Spent Fuel)의 관리관점에서 보면 재활용하기 위해 SF를 재처리하는 방안과 재처리하지 않고 직접 처분하는 방안이 있을 것이다. 본보고서는 기존 원전의 SF를 핵연료자원의 이용 학대 차원에서, 또한 악티나이드 원소와 핵분열성물질 등의 장주기 핵종을 단주기 핵종으로 변환시키기 위해 SF 재처리가 필요하며 이를 통해 여러 가지 문제들을 해결할 수 있다는 내용을 담고 있다. 기존 원전에 재처리를 통해 MOx(Mixed Oxide) 연료를 사용하는 방안과 함께 신기술의 제4세대(GenIV) 원자로에 접목하면 더욱 효과적임을 설명하고 있다.

○ 외국의 경우에 재처리를 통해 평화적으로 SF를 재활용하면 별다른 문제가 제기되지 않으며 특히 IAEA 등의 적절한 사찰을 수용하기만 하면 된다. 그러나 한국은 21기의 원전을 운전하고 있지만 SF 재처리가 허용되지 않고 있다. 그 이유는 북한과 대치하고 있는 지정학적 문제가 관건이다. 이웃의 일본만 하더라도 농축과 재처리 공정을 모두 갖추고 있어 완벽한 핵연료주기를 구성하고 있지만 우리나라는 두 공정 모두를 갖추지 못하고 있다.

○ 그러나 고순도의 플루토늄을 분리할 수 있는 PUREX 재처리공정은 어렵다하더라도 건식공정에 해당하는 Pyroprocessing 공정은 플루토늄에 악티나이드 원소 등의 불순물을 포함하고 있기 때문에 핵확산방지가 보증되므로 이러한 공정을 개발하면 현재 운전 중인 원자로에는 사용하지는 못하겠지만 미래의 GenIV 고속로를 위해 준비해야 한다고 본다. 그렇게 되면 2030년에 상용화를 목표로 연구 중인 GenIV에서의 SF 재처리를 통해 방사성폐기물을 단주기로 전환하고 독성물질을 감소시키며 폐기물량을 감축할 수 있을 것이다.

○ 우리나라는 GenIV 개발의 국제공동연구에 참여하고 있는 13개국의 일원이다. GenIV의 6개 후보노형 모두에 참여하지 않고 우리가 목적하고 있는 소듐냉각고속로(SFR)와 초고온가스냉각로(VHTR)의 두 원자로 설계에 참여하고 있다. 따라서 본보고서의 내용은 관련 분야의 참고가 될 것이다.

저자: Leticia BorgesSilverio
자료유형: 학술정보