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중성자흡수재를 포함하는 핵연료

전문가 제언: ○ 저농축 핵분열 물질을 연소하는 원자로의 도래는 새로운 핵연료 개발의 계기가 되고 있다. 많은 핵연료는 우라늄 농도가 너무 높거나 낮아서 원자로에서 연소하기에 부적합하다. 또한 재순환 우라늄의 성분과 불순물은 연료로 부적합하다. 재순환우라늄과 천연우라늄, 열화우라늄을 혼합하면 많은 원자로에서 초기 연료로 연소가 가능하다. 혼합연료는 1.2w% 이하의 U235를 포함한다.

○ 본 발명은 CANDU(Canadian Deuterium Uranium)와 같은 가압중수로에 사용하는 핵연료와 관련이 있다. 본 발명의 핵연료는 천연우라늄, 재처리우라늄, 열화우라늄의 혼합물을 사용한다. 혼합 연료는 양부호의 냉각재기포반응도(CVR)를 감소하거나 완전히 없애기 위하여 5.0vol% 이하의 중성자 독물질을 첨가할 수 있다.

○ 혼합 핵연료를 가압중수로에 사용하면 천연우라늄을 사용하는 경우에 비하여, 낮은 연료온도계수(FTC), 출력계수(PC), 냉각재기포반응도(CVR)를 가지는 장점이 있다.

○ 본 발명은 핵폐기물과 사용후핵연료를 재순환함으로써 고준위 방사성물질의 저장문제를 해소하고 연료비용을 절약하는 효과가 있다. 또한 본 특허방법은 농축 시설을 필요로 하지 않는다.

○ 현재 우리나라는 총 21기의 발전 중인 원자력발전소에서 4기가 가압중수로(CANDU)이다. 우리나라는 원자로에서 발생하는 사용후핵연료를 발전소에 임시 저장하고 있다. 그러나 저장 용량이 점차적으로 고갈되므로 사용후핵연료의 처분은 매우 심각한 문제이다.

○ 본 발명은 사용후핵연료의 재처리를 필요로 한다. 사용후핵연료의 재처리는 핵물질의 확산과 안보차원에서 세계적으로 매우 민감한 과제이므로 본 발명의 기술성과 경제성, 특히 핵 안보에 관하여 신중하게 검토되어야 할 것이다.

저자: BOUBCHER Mustapha, et al
자료유형: 특허정보