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캐나다의 토륨핵연료 이용 기술-경제성 분석

전문가 제언: ○ 본보고서는 가압중수로 노형의 원전을 개발하고 보유하고 있는 캐나다에서 토륨자원의 활용에 관하여, 특히 토륨 핵연료를 우라늄 사용 원자로와 직접 비교한 것에 목적을 두었다. 캐나다는 가압중수로를 국내 뿐 아니라 한국, 루마니아, 중국, 인도 및 아르헨티나에 이 노형을 수출한 바 있어 관심의 대상이 아닐 수 없다.

○ 토륨자원이 우라늄 핵연료 자원의 3-4배를 차지하나 토륨 핵연료를 아직 상용 핵연료의 사용경험은 없다. Th-232는 핵분열을 일으키지 못하지만 핵분열 과정에서 영향을 받아 붕괴하게 되고 핵분열성 물질인 U-233으로 바뀌어 핵연료로 사용할 수 있다. 따라서 핵분열성 물질인 U-235와 조합하던지 또는 경수로에서 U-238이 붕괴되어 핵분열성 물질로 바뀐 Pu-239와 조합하던지 핵연료 역할을 할 수 있다. 단지 Pu-239는 반감기가 약 10만년으로 길기 때문에 토륨핵연료와 Pu-239를 조합하면 수명이 긴 방사성폐기물 발생과 연관될 수 있다.

○ 본보고서의 결과를 요약하면 CANDU 원자로에 토륨자원을 핵연료로 사용하면 고 연소도를 유지할 수 있어 경제성을 확보할 수 있으며 점점 감소되는 우라늄 핵연료자원의 효용을 제고할 수 있다. 또한 지구 온난화의 주범인 온실가스 감축을 위해 토륨자원의 활용은 화석연료 이용 제약에 따른 문제를 기술 경제성의 대안으로 활용할 수 있다. 석탄화력 대신에 토륨 원전을 사용하게 되면 CO2 톤당 10.4달러를 저감할 수 있는 효과가 있다.

○ 우리나라도 월성에 위치한 4기의 중수로 노형 원전을 보유하고 있어 우선 토륨자원을 초 저농축우라늄과 같이 사용하면 현재보다 보다 높은 연소도를 달성할 수 있고 경제적으로 원전 운영이 가능할 것으로 기대된다. 그러나 본보고서에서 언급하였듯이 아직 토륨 관련기술 개발에 더 많은 투자가 필요할 것으로 보인다.

저자: Brian Graves, et al.
자료유형: 니즈학술정보