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나트륨고속로 격납용기내 노심사고: 데이터필요성과 모델기능

전문가 제언: ○ 제4세대 원자로로 불리며 한국을 비롯한 전 세계 각국이 경쟁적으로 개발에 나서고 있는 ‘소듐냉각고속로(Sodium-Cooled Fast Reactor, SFR)' 는 우라늄 자원의 활용도를 높일 수 있는 새로운 개념의 원자로이다. 이 원자로는 사용 후 핵연료를 ’파이로 프로세싱(pyro processing, 건식정련기술)‘으로 처리한 고준위 핵폐기물을 재활용하기 때문에 핵폐기물의 양을 크게 줄일 수 있고 방사능 독성도 낮출 수 있다.

○ 사용 후 핵연료란 원자력발전소에서 핵연료가 전기 생산을 위한 수명을 다하고 더 이상 연료로서의 능력을 상실할 때 배출시킨 물질을 의미한다. 일반적으로 원자력발전소에서 사용되는 핵연료는 우라늄산화물 형태인데 U-235 농축도가 약 3.5% 정도이고 나머지 약 96.5%의 우라늄은 핵분열을 하지 않는 U-238로 구성돼 있다. 이 연료가 원자로에서 약 3년 동안 전기 생산을 하고나면 원자로에서 방출된다.

○ 파이로 프로세싱 기술은 사용 후 핵연료의 문젯거리인 반감기가 길고 방사성을 많이 방출하는 원소들을 분리할 수 있으며, 분리한 후에도 소규모로 저장이 용이해 필요 시 이들 원소가 우리 환경에 더 이상 영향을 주지 않도록 소멸 처리시킬 수 있는 기술이다. 이 기술의 또 다른 장점으로는 근원적으로 순수한 플루토늄을 분리할 수 없기 때문에 핵무기용으로 전혀 전용될 수 없다는 점이 꼽힌다.

○ 현재 국내에서 가동 중인 원전 20기에서 발생한 사용 후 핵연료 누적량은 9420t(2007년 말 기준)이다. 연평균 사용 후 핵연료 발생량은 약 700t에 이르러 2016년이면 원전용지 내 사용 후 핵연료 저장조는 포화상태에 이를 전망이다. 이에 따라 한국은 미국 등 10개국과 함께 파이로 프로세싱으로 재처리한 연료를 사용하는 4세대 원전(GEN4)을 개발 중이다.

○ 이 원전은 우라늄 활용도가 현재보다 100배나 높다. 반면 폐연료봉의 부피는 1/20, 방사성 독성은 1/1000로 준다. 따라서 고준위 폐기물 처분장규모도 지금의 1/100 수준으로 줄어든다. 우리나라의 경우 조그마한 규모의 방사성폐기물 처분장만 확보하더라도 앞으로 100년 이상은 사용 후 핵연료관리에 관한 골치 아픈 문제를 쉽게 해결할 수 있다는 의미다.

저자: L.E. Herranz et al.
자료유형: 학술정보