가속기 구동 원자로에서 마이너악티니드가 노심 동특성 및 반응도계수에 미치는 영향

전문가 제언

○ 원자력은 사용 후 핵연료와 원전 운전과정에서 배출되는 방사성폐기물 때문에 여러 가지 어려움에 직면해 있다. 원자력발전을 이용하고 있는 국가들은 사용 후 핵연료의 처리문제 때문에 원자력 이용 확대가 어렵고 새롭게 원자력을 이용하려는 국가들은 방사성폐기물과 원전의 안전성 때문에 원전 도입을 주저하는 경우가 많다.

 

○ 원자력계는 사용 후 핵연료에 함유되어 있는 초장수명 방사성핵종(MA, Minor Actinides)을 고속로의 핵연료에 섞어 고속중성자와 반응시키면 짧은 수명의 방사성핵종으로 전환(또는 소멸처리)되어 고준위 방사성폐기물의 관리기간을 1,000분의 1 이하로 감소시킬 수 있기 때문에 이를 해결방안으로 제시하고 있다.

 

○ 특히 외부에서 가속기를 사용하여 미임계 상태의 고속로 노심에 중성자를 공급하면 노심사고가 발생할 수 없는 안전한 조건에서 MA를 소멸 처리할 수 있기 때문에 가속기 구동 고속로를 이용한 MA 소멸처리방안이 주목받고 있으며 이와 관련된 연구개발이 많이 수행되고 있다. 실제로 EU는 미임계 고속로와 가속기를 결합한 MA 소멸처리 실험용 고속로 MYRRHA를 벨기에에 건설하고 있다. 이 자료도 그러한 연구의 일환으로 MA 혼합 고속로 노심의 동특성 분석을 하고 있다.

 

○ 우리나라도 1980년대부터 우라늄 이용률을 100배 이상 높일 수 있고 MA 소멸처리가 가능한 고속로 연구를 시작하였다. 1990년대 말부터 본격적으로 고속로 설계를 시작하여 2000년대 중반에는 600MWe급의 고속로 KALIMER-600의 개념설계를 완료하였다. 이를 토대로 2008년에 원자력위원회는 2028년까지 고유개념의 600MWe급 고속로 연소로(MA 및 Pu) 실증로를 건설하는 목표를 설정하였다. 그러나 일본의 Fulushima 원전사고로 인한 여건 변화와 재정 조달문제 때문에 2011년에 150MWe급의 고속원형로 PGSFR의 건설로 목표를 수정하였다.

 

○ 그러나 고속로는 개념 자체가 고속중성자를 이용하는 원전이기 때문에 MA를 소멸 처리할 수 있는 고유특성이 내재되어 있으므로 PGSFR에 대한 연구개발은 곧바로 MA 소멸처리대책과 연계될 수 있을 것이다.

저자

Run Luo, Hongbing Song, Liang Zhang, Fuyu Zhao

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

83()

잡지명

Progress in Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

419~426

분석자

김*철

분석물

• 가속기 구동 원자로에서 마이너악티니드가 노심 동특성 및 반응도계수에 미치는 영향.pdf [513,407 byte]

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