제4세대 원자로들의 연소계산

전문가 제언

○ 이 논문은 두 개의 주요 목표들을 가진다. 첫째로, 제4세대원자로 유형들의 중요한 원자로물리정보가 종합되었다. 6개 원자로 개념들의 각자의 대표적인 연료집합체의 단순화된 모델들이 상세히 설명되어졌다. 연소의 함수로서 그 무한증식율을 결정하는데 실행되었다. 둘째로, 그 무한증식율(k)와 핵분열재고율(FIR)이 비교되었다. 그 결과들에 따라서, 납-냉각원자로, 용융염원자로와 소듐냉각고속로는 최장기 연료 사이클을 가지고 동작할 수 있고 그리고 산출된 핵분열 동위원소들의 양은 또한 이들 경우들에서 제일 많다.

 

○ 국내에서 과학기술부지원 정부과제로 현재 연구개발이 진행 중인 것은 소듐냉각고속증식로(SFR)와 초고온가스로(VHTR)이다. VHTR은 로드맵에 기술된 Gen IV의 6개 노형 중에서 건설에 가장 가까이 근접해 있는 노형이다. 그래서 이 VHTR은 차세대원전(NGNP)이라고 불린다. VHTR은 전력 및 수소생산에 활용된다. NGNP의 냉각재는 헬륨이고, 감속재는 흑연이며 출구온도가 1000℃이상인 열중성자 스펙트럼 원자로이고, 원자로 열 출력은 400-600MWt이다.

 

○ SFR은 액체금속인 소듐(Na)을 냉각재로 사용하는 액체금속원자로로서 고속중성자 스펙트럼 순환 연료주기를 가지며 주된 임무는 플루토늄과 다른 마이너 액티나이드 특히 고준위 폐기물의 관리이다. SFR의 출력은 모듈형의 수백MWe급에서 1500-1700MWe에 이르기까지 다양한 크기로 개발될 수 있다. 기존의 고속증식로에 대해 이미 많은 연구개발이 이루어졌고, 운전 경험까지 확보한 상태인 SFR은 Gen IV의 다른 노형에 비해 상대적으로 적은 시스템 R&D를 필요로 할 것으로 보인다.

 

○ 제4세대원자로국제포럼은 제4세대원자로개발에 본격적으로 착수하기로 합의한 뒤, 연구개발기획위원회와 조정위원회를 구성하였다. 이에 따라 소듐냉각고속로(SFR) 등 6개 분야와 공통분야 1개 등 7개 분야로 나누어 나라별로 연구 분야를 선택해 개발이 진행된다. 개발 목적은 원자로의 안전성·효율성·경제성 등을 높이는 데 있다. 이 가운데 한국이 관심을 가지고 있는 분야는 냉각고속로로서, 우라늄의 연소효율을 현재보다 60배 이상 끌어올려 폐 연료로 인한 환경 부담을 줄이고, 핵연료를 지속적으로 사용할 수 있도록 하는 것이 목적이다.

저자

H. Gyorgy, Sz.Czifrus

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

81()

잡지명

Progress in Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

150~160

분석자

김*근

분석물

• 제4세대 원자로들의 연소계산.pdf [335,171 byte]

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