토륨함유 핵연료

전문가 제언

○ 토륨 232 (Th232)에 중성자를 흡수시켜 핵분열이 가능한 U233으로 변환하면 원자로의 연료로 사용이 가능하다. 토륨은 미국의 Shippingport 경수로, 액체금속 고속로, 가압중수로의 경험에서 효과적인 핵연료로 인정받고 있다. 토륨은 우라늄에 비하여 핵확산에 대한 저항력이 강하고, 작은 양의 장수명 방사성동위원소를 발생하고, 많은 양의 플루토늄을 소각하는 장점이 있다. 토륨은 주로 부라질, 터키, 인도, 호주, 미국 등지에 산재되어 있고, 우라늄 전체 매장량의 10배에 달하는 것으로 알려져 있다.

○ 본 발명은 원자로에 사용하는 토륨을 포함하는 핵연료 다발 (bundle)과 관련이 있다. 이 핵연료 다발은 이산화토륨(ThO2)을 포함하는 첫째 연료와 첫째 핵분열 성분을 가진 우라늄을 포함하는 둘째 연료봉, 그리고 둘째 핵분열 성분을 가지나 첫 핵 분열 성분과 다른 우라늄을 포함하는 셋째 연료봉으로 구성된다. 연료봉은 이산화토륨 (ThO2), 열화우라늄(DU), 천연우라늄 (NU), 재순환 우라늄 (RU), 경미농축 우라늄 (SEU), 저농축 우라늄 (LEU)의 혼합물을 포함할 수 있다.

○ 가압중수원자로는 냉각재가 비등하여 기포가 발생하면 냉각재 반응도가 증가하여 노심을 불안정하게 하는 단점이 있다. 본 발명은 기포로 인한 반응도의 증가가 크게 감소되고, 연료온도계수와 출력계수를 음으로 만드는 장점이 있다. 또한 안전요건을 만족하기 위하여 출력분포, 임계열 플럭스, 노심 기포 반응도의 제어가 용이하다.

○ 우라늄이 지구상에서 고갈되면 토륨으로 대체될 가능성이 크다. 이에 대비하여 IAEA의 INPRO와 Gen-IV 프로그람은 토륨연료 주기를 연구를 수행하고 있다. 풍부한 토륨 매장량을 가진 인도는 토륨 연료를 사용하는 300 MW 원형로를 2013년에 완성하고, 2050년까지 토륨 연료를 사용하여 인도 전력의 30%를 담당할 계획이다. 우리나라도 미래 에너지 확보의 차원에서 토륨핵주기에 대한 연구를 검토할 필요가 있다고 본다.

저자

BOUBCHER, Mustapha, et al

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2012

권(호)

WO20120028900

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

에너지

페이지

~32

분석자

강*무

분석물

• 토륨 함유 핵연료.pdf [264,191 byte]

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