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플루오르화염-냉각 고온원자로 토륨·우라늄 핵연료 선정조건 분석

전문가 제언: ○ 제4세대 원전 개발에 열을 올리고 있는 해외 선진국들은 기존의 우라늄 대신 토륨을 활용하는 방안에 대한 연구를 활발하게 진행하고 있는 바, 그 배경은 토륨의 안전성？경제성？친환경성 등이 우라늄에 비해 매우 우수하기 때문이다.

○ 즉, 우라늄이 1,130℃에서 용해되고 중단시키지 않으면 계속해서 타지만, 토륨은 3,300℃에서 용해되고 내버려두면 스스로 꺼져서 안전하며 자체적 핵분열이 진행되지 않기 때문에 핵무기 제조에도 쓰일 수 없다.

○ 아울러, 토륨은 폐기물 발생량(부피)이 우라늄의 1/100이고 반감기도 1/1000에 불과한 동시에, 토륨의 천연자원 분포도 우라늄보다는 대단히 넓다. 연간 1GW의 전기 생산에 소요되는 석탄은 350만 톤, 우라늄은 200톤이 필요하지만 토륨은 1톤이면 가능한 한편, 원자력발전소 건립비용이 우라늄의 경우에 비해 1/7이 소요될 뿐이기 때문에, 토륨의 에너지 원료로의 활용 경제성이 매우 뛰어나다고 평가되고 있다.

○ 현재 우리나라는 국제원자력기구(IAEA)가 선정한 표준 제4세대 원자로 후보인 소듐냉각고속로를 주력 원자로로 연구개발 중이다. 하지만 4세대 원전 개발에 주력하고 있는 원전 선진국들은 소듐 안전성을 이유로 기존 원전의 연료로 사용하던 우라늄 대신에 토륨 등을 활용하는 기술도 함께 연구하고 있다. 이에 따라 국내 기술진도 소듐고속로 연구와 함께 안전성？경제성？친환경성 등을 고려해 토륨 원자로 발전에 적극적인 자세를 취해야 한다는 목소리가 높아지고 있다.

○ 본문에서는 플루오르화염-냉각 고온원자로(FHR, Fluoride salt-cooled High-temperature Reactor)의 토륨？우라늄 핵연료 선정조건들이 분석？제시되었으며, 이는 우리나라에서도 관심을 두어야 할 뛰어난 안전성？경제성？친환경성을 지니는 토륨 원자로 발전에 관한 연구개발의 견인차 역할을 할 수 있을 것이다.

저자: X.X. Li, X.Z. Cai, D.Z. Jiang, Y.W. Ma, J.F. Huang, C.Y. Zou, C.G. Yu, J.L. Han, J.G. Chen
자료유형: 니즈학술정보