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고온 가스냉각형 원자로 피복연료입자의 현황과 미래발전

전문가 제언: ○ 피복입자는 1957년 Roy Huddle에 의해 처음으로 발명되었다. 50년간의 발전을 거듭하면서 독일의 UO2 입자와 미국의 저농축우라늄(Low Enriched Uranium, LEU) UCO 피복입자가 지금까지 가장 성공한 피복입자설계를 대표한다. 미래 VHTR(Very High Temperature Reactor)에 적용될 피복입자의 고온과 연관된 도전도 설명되었다. 그리고 고온용 선진피복입자의 미래전망도 제시했다. 과거 피복입자 발전 경험에 따르면 피복입자설계의 경우 다수 동시변화를 시도하는 것은 현명치 못하다는 사실이다. 표준 독일 UO2 피복입자(여기서 UO2*)와 미국의 UCO피복입자(TRIZO)의 변형인 두 가지 선진설계는 전 세계적인 협조와 노력으로 앞으로 유망해 보이고 실현가능할 것으로 여겨진다.

○ 최근에 열린 제4세대 국제포럼(Generation IV International Forum, GIF)은 회원국이 미래에너지 수요를 선진 핵에너지로 충족시키기 위해서 핵 원자력을 발전시키는데 착수하였다. 아르헨티나, 브라질, 캐나다, 프랑스, 일본, 대한민국, 남아프리카공화국, 스위스, 영국, 미국 등 10개국은 지속가능성, 경쟁력, 안전과 신뢰성, 핵확산 방지를 촉진하고 과정 열생산이나 또는 비축플루토늄의 분야까지 적용범위를 확장할 목적으로 핵 원자력시스템의 연구와 개발에 국제적인 협조체제에 동의하였다. 특히 경제적인 경쟁력을 위한 제4세대의 요건을 만족시킬 고온가스원자로(VHTR) 기술에 초점을 맞추었다.

○ 한국에서의 고온가스원자로(High Temperature Gas Reactor, HTGR) 피복연료 기술을 상당히 발전시켰음을 알 수 있다. 실험실 장비와 장치의 개발에 적절한 품질관리 방법과 각각에 대한 특성화는 물론 핵의 준비와 열분해탄소와 SiC 피복에 첫 결과에 역점이 주어졌다. 연료시료 조사 실험의 실현가능성 검사가 한국의 연구로인 HANARO에서 수행된 예비결과 뿐만 아니라 노 내 성능모델의 현황과 분석코드의 개발도 포함되었다. 개발 중 기타 국제 공동연구 계획뿐만 아니라 IAEA와 제4세대국제포럼(Generation IV International Forum, GIF)에 연관된 필수적인 문제도 광범위하게 논의의 대상이 되고 있었다.

저자: X.W. Zhou et al.
자료유형: 학술정보