VHTR 및 GFR 원자로의 혁신적 공생 핵연료 주기

전문가 제언

○ 현재 우리나라에는 24기의 상용원자로가 가동중으로 총 전력생산의 35% 정도가 원자력발전에 의존한다. 이에 저탄소 기술을 응용한 전력공급과 에너지 분배 관점에서 원자력에너지는 매우 중요한 위치에 있다. 따라서 미래에는 한정된 천연우라늄의 부존자원 문제가 해결되고 사용후핵연료가 효율적으로 관리될 수 있는 동시에 환경에 미치는 영향도 최소화될 수 있는 청정하고 안전한 원자력에너지의 공급체계가 필요하다. 이를 위해서는 사용후핵연료(SNF, spent nuclear fuel)의 재활용기술 개발이 필수적이며 시급하다고 생각된다.

 

○ 본고에서는 제4세대 국제포럼(GIF, Generation IV International Forum)의 주도로 진행하고 있는 혁신 원자력시스템을 이용하여 경수로(LWR, light water reactor) 사용후핵연료의 마이너악티니드(MA, minor actinide)를 최소화하고 핵종을 변환시켜 에너지 생산은 물론 방사성 독성을 줄이는 공생 핵연료주기 기술에 대한 연구개발 동향에 대한 내용을 소개하고 있다. 특히 LWR SNF와 감손우라늄을 이용하여 고온원자로 및 가스냉각 고속로(GFR, gas-cooled fast reactor) 개념을 병합한 핵연료주기 기술에 대한 최근의 자료는 소듐냉각고속로(SFR, sodium-cooled fast reactor) 및 초고온원자로(VHTR, very high temperature reactor)를 중심으로 하는 우리나라의 국가 원자력 중장기 과제에 많은 참고가 될 것으로 보인다.

 

○ 우리나라는 GIF 창설 회원국으로 주도적으로 활동하고 있으며, 정책결정과정 및 제4세대 원자로 선정에 참여하였다. 주로 한국원자력연구원에서 제4세대 원자로 관련 연구는 사용후핵연료를 처리하여 우라늄 및 초-우라늄(TRU, trans-uranium)을 회수하고, 이를 다시 고속로의 연료로 재활용하기 위한 핵연료 건식재처리(pyroprocessing) 공정을 개발하고 있다. 앞으로 모의 SNF(SimFuel)을 이용한 성능 검증과 건식처리 공정 실증 등을 거쳐 2025년 종합 파이로 건식처리시설(100톤 HM/년)을 구축할 계획이다. 이를 통해 국내에서 발생되는 SNF의 부피를 줄이고 이를 이용하여 SFR의 핵연료를 제조·공급할 수 있을 것으로 전망된다.

저자

Davide Chersola, Guglielmo Lomonaco, Riccardo Marotta

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

83()

잡지명

Progress in Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

443~459

분석자

강*환

분석물

• VHTR 및 GFR 원자로의 혁신적 공생 핵연료 주기.pdf [533,543 byte]

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