소형 용융염로에서 플루토늄과 마이너악티니드의 재순환 비교연구

전문가 제언

○ 국제사회가 미래형 원전으로 공동 개발하고 있는 제4세대 원자력시스템(GEN-IV)의 후보노형으로는 6가지 개념의 원자로가 선정되어 있는데 그 중에서 소듐냉각고속로(SFR)와 초고온가스로(VHTR)가 2030년대 이후의 GEN-IV 시대를 담당할 것으로 전망되고 있다.

 

○ 그러나 더욱 장기적으로는 고유안전성과 경제성 및 핵확산저항성을 확보하면서도 초고온 운전을 할 수 있어 수소 생산이 가능한 가스냉각고속로(GFR)와 용융염로(MSR: Molten Salt Reactor)가 SFR 및 VHTR의 대체 원자로가 될 것으로 전망하는 전문가들이 많다.

 

○ 현재 미국, 러시아, 프랑스, 일본, 중국 등이 장기적 대안으로 MSR을 개발하고 있는데 MSR에는 용융염 냉각재에 핵연료를 용융시킨 원자로, 피복된 고체핵연료와 저압의 용융염 냉각재를 사용하는 원자로의 2가지가 개발되고 있다. 이 중에서 고체핵연료의 MSR을 FHR(Fluoride salt-cooled High-temperature Reactor)이라고 부른다.

 

○ MSR은 계통압력이 거의 상압이고 700∼750도 이상의 고온에서 운전할 수 있으며 특히 용융염의 냉각재적 특성이 매우 우수하다. UF4, PuF3, 마이너악티니드(MA) 등의 핵연료물질을 불화염에 용융한 상태에서 핵분열을 통해 열을 발생시키며 핵연료 증식을 위한 중성자 포획물질(fertile)로는 ThF4를 사용하는 원자로가 설계되고 있다.

 

○ 또한 MSR은 U233-Th232 핵연료주기를 사용할 수 있어 막대한 자원 잠재력의 Th을 핵연료로 사용할 수 있다. 액상 핵연료는, 1) 열팽창계수가 높아 노심반응도가 유리하고, 2) 운전 중에 핵분열생성물 제거와 핵연료 재장전이 가능하며, 3) 자원 이용률이 높고, 4) 수송 및 제조비용이 낮다. 이 자료는 MSR 핵연료의 재순환 특성을 분석하고 있다.

 

○ 우리나라는 2030년 이후에 상용화를 목표로 한국원자력연구원을 중심으로 하여 SFR과 VHTR의 기술 개발에 집중하고 있다. 더욱 장기적인 대안인 MSR에 대해서는 GEN-IV MSR 개발 프로젝트의 옵서버로 참여하면서 기술을 추적하는 단계에 머물러 있다.

 

저자

Abdul Waris, Indarta Kuncoro Aji, Syeilendra Pramuditya, Novitrian, Sidik Permana and Zaki Su'ud

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

71()

잡지명

Energy Procedia

과학기술
표준분류

에너지

페이지

62~68

분석자

김*철

분석물

• 소형 용융염로에서 플루토늄과 마이너악티니드의 재순환 비교연구.pdf [449,022 byte]

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