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용융염 고속로에서 노심반응도 오차의 단면적 라이브러리 영향

전문가 제언: ○ 국제사회가 2030년 이후에 상용화를 목표로 공동개발하고 있는 차세대원전(GEN-IV)의 후보노형 중 하나에는 용융염 원자로도 들어있다. 그러나 이를 2030년대까지 개발하기보다는 2030년 이후에 보급을 목표로 우선 개발되고 있는 소듐냉각고속로의 장기적 대안으로 봐야 한다.

○ 용융염 원자로는 1950년대에 미국의 ORNL국립연구소가 항공기용 소형 원자로를 목표로 처음 개발을 추진하였다. NaF-ZrF4-UF4의 액상핵연료 실험시설을 건설하고 860도의 고온으로 연속 운전하기도 하였으며 1960년대에는 U233-Th232 핵연료주기와 액상핵연료를 사용하는 용융염 고속증식로의 설계개념을 발표하기도 하였다. 용융염 원자로 개발에 대한 미국의 이러한 시도는 출력을 증강하거나 핵연료 조성을 달리하면서 1970년대 초까지 이어져왔지만 당시 대형경수로의 보급 확대와 국제적인 핵확산 금지정책의 여파로 개발이 중지되었다.

○ 그러나 2000년에 차세대원전인 GEN-IV 개발을 위한 국제포럼(GIF)이 결성되면서 액상핵연료 용융염 원자로의 장점 즉, 1) 가동 중 핵분열생성물 제거와 핵연료 재장전 및 재처리가 가능하고, 2) 초장수명 핵종의 소멸처리가 가능하며, 3) U233-Th232 핵연료주기를 통해 Th자원을 사용할 수 있고, 3) 열팽창계수가 높아 노심반응도가 유리하며, 4) 수송 및 제조비용이 낮고, 5) 고온 열 공급 등 다목적 활용이 가능하여 다시 주목을 받게 되었다. 이 자료는 용융염 고속로의 장점과 관련하여 노심 핵 특성수치의 오차에 미치는 핵자료별 영향을 분석하고 있다.

○ GIF는 2004년 5월에 Euratom, 프랑스, 러시아, 미국이 용융염로 개발 조정위원회를 구성하고 2009년부터 공동개발에 대한 논의를 진행하여 2010년 10월에 프랑스의 CEA와 Euratom의 JRC가 공동개발 양해각서에 서명하였고 2013년 11월에는 러시아의 Rosatom이 서명하였으며 현재 미국, 중국, 일본 및 한국 등이 옵서버로 참여하고 있다.

○ 현재 GIF는 GEN-IV 개발의 테두리 내에서 용융염 원자로기술도 개발하고 있으나 아직까지는 각국이 개발한 기술의 상호교류 정도에 머물고 있고 우리나라의 경우도 옵서버로서 기술 추적단계에 머물러 있다.

저자: W.F.G. van Rooijen, Y. Shimazu, N. Yamano
자료유형: 니즈학술정보