마이너액티나이드 연소 및 토륨 핵연료의 소듐냉각원자로에서 지르코늄수소화물-토륨 블랭킷의 효과

전문가 제언

○ 원자력은 새로운 에너지 자원(우라늄, 플루토늄, 토륨 등)을 사용하고 적은 연료로 막대한 에너지를 생산할 수 있으며 온실가스를 발생하지 않고 우라늄 자원이 없더라도 원소 전환을 통해 핵연료를 만들어낼 수 있어 기술적으로 준 국산 에너지자원을 확보할 수 있는 효과가 있다.

 

○ 그러나 농축우라늄과 플루토늄을 다루기 때문에 핵확산 위험성이 있고 방사선 및 방사능물질이 대량 누출될 수 있는 가능성이 있으며 원전의 안전성에 대해 확고한 신뢰를 얻지 못하고 있고 이들 문제점을 해결하는 데 드는 비용 때문에 경제성이 낮아지는 문제가 있다.

 

○ 따라서 세계는 이들 문제점을 한꺼번에 해결할 수 있는 차세대 원자력시스템(GEN-IV)을 개발하고 있다. GEN-IV의 가장 유력한 후보로 고속로를 개발 중에 있는데 고속로는 핵연료 증식이 가능하고 초장수명 방사성핵종을 소멸 처리할 수 있는 것이 가장 중요한 특성이다.

 

○ 고속로 중 현재 기술이 가장 진전된 것은 소듐(Na) 냉각 고속로인데 이의 가장 큰 문제점 중 하나는 노심 내의 Na가 상실되면(즉, Na-void 발생) 노심의 Na-void 반응도계수가 양(+)이 되어 중대사고로 발전할 수 있기 때문에 안전상의 큰 문제점이 되고 있는 점이다.

 

○ 따라서 차세대 고속로에서는 음(-)의 Na-void 반응도계수를 얻기 위한 여러 가지 설계개념을 개발하고 있는데 그 중의 하나가 토륨 핵연료와 축 방향 블랭킷(blanket)을 사용하는 설계개념이다. 이 자료는 미국이 차세대 고속로로 개발하여 영국의 분리 플루토늄 연소용으로 제안한 PRISM에서 음의 Na-void 반응도계수를 얻는 방안을 제시하고 있다.

 

○ 우리나라는 차세대 원자력과 GEN-IV 개발에서 앞서나가기 위해 한국원자력연구원이 중심이 되어 고속로 실증로 건설계획을 진행하고 있으며 2030년대까지는 이를 상용화한다는 목표를 세우고 있다. 따라서 고속로 실증로의 설계개념을 개발하는 한편, 혁신적인 고속로 설계개념에 대한 검토를 병행해나가고 있는데 이 자료는 그러한 연구개발 활동에 참고가 될 수 있을 것이다.

 

저자

Francisco J. Arias, Geoffrey T. Parks

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

83()

잡지명

Progress in Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

256~260

분석자

김*철

분석물

• 마이너액티나이드 연소 및 토륨 핵연료의 소듐냉각원자로에서 지르코늄수소화물-토륨 블랭킷의 효과.pdf [506,375 byte]

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