가속기-구동 미임계 원자로의 핵폐기물 핵변환 성능 평가

전문가 제언

○ 핵변환(transmutation) 기술이란 핵반응을 이용해 한 핵종을 다른 핵종으로 바꾸는 방법으로 흔히 연금술에 비유되기도 한다. 즉, 이 기술은 핵폐기물 내의 핵분열 생성물 중에서 장수명 핵종만 골라낸 후에 방사능이 없는 핵종으로 변환시킬 수 있기 때문에, 고준위 방사성핵종을 중저준위 방사성핵종으로 전환함으로써 고준위폐기물 양을 크게 줄이는 세계 원자력계가 명운을 걸고 개발 중인 최첨단 미래기술이다.

 

○ 핵변환 과정은 네 단계로 대별되고 있다. (1) 분리 단계에서 사용후핵연료로부터 에너지로 이용할 수 있는 핵종의 선택적 분리, (2) 연료제조 단계에서 분리된 핵종을 연소가능 핵연료로 가공, (3) 이를 차세대 원전에서 연소시키고 남은 핵종 중에 잘 타지 않는 장수명 핵종의 추가 제거 및 (4) 처분단계에서 분량·방사능이 격감된 중저준위 방사성폐기물로 훨씬 안전하게 처분.

 

○ 벨기에 원자력연구원이 국제적 컨소시엄으로 수행하는 미라(MYRRHA) 프로젝트는 사용후핵연료 처리기술 연구 사업으로, 핵폐기물 독성을 1,000분의 1, 부피를 100분의 1, 안전 감시기간을 300년 정도 줄이는 차세대 핵 처리 기술로 기대를 모으고 있다.

 

○ 원자력폐기물 핵변환을 위해 가속기-구동 미임계 원자로(ADS-NWT, Accelerator Driven Subcritical Reactor for Waste Transmutation) 개념이 제시되는 최근 추세에 편승하여, 설계조건 하의 방출변환 유지비율(DTSR, Discharge Transmutation Support Ratio) 향상에 초점을 두고 금속분산 핵연료 및 금속합금 핵연료에 대한 핵변환 예비 성능평가가 수행되었다.

 

○ 우리나라가 연구 중인 파이로-프로세싱 기술과 미라 프로젝트 중에 어느 것을 선택한 것이 더 나았는가를 현재로는 알 수 없지만, 장래에 국내 고준위폐기물이 지하 깊숙이 영구적으로 봉인되어 버려져 있게 되는 문제점을 감안할 때에, 두 기술 병행 연구의 필요시에 본 연구의 결과가 일조할 수 있을 것이다.

저자

Zhong Chen, Yican Wu, Baoxin Yuan, Dongmei Pan

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

75()

잡지명

Annals of Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

723~727

분석자

성*웅

분석물

• 가속기-구동 미임계 원자로 핵폐기물 핵변환 성능 평가.pdf [501,938 byte]

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