2MW 출력규모 토륨핵연료 용융염로의 중성자 특성 및 원자로 동특성

전문가 제언

○ 용융염로(MSR, Molten Salt Reactor)는 고온가스로의 가스 냉각재 대신에 냉각재적 특성이 우수한 용융염을 냉각재로 사용하는 원자로 개념이다. 냉각재로는 주로 불화염이 연구되고 있다. 또한 계통압력이 거의 상압이지만 섭씨 700-750도의 고온 운전이 가능하며 다양한 핵연료물질을 불화염에 용융한 상태의 액상 핵연료를 사용할 수 있고 핵연료 증식도 가능하므로 고속증식로 특성도 갖추고 있다고 할 수 있다.

 

○ 용융염로는 열팽창계수가 높아 노심 반응도가 유리하고 운전 중 핵연료 교체가 가능하며 핵연료 증식과 토륨자원 이용이 가능하고 수송 및 제조비용이 낮다는 등의 많은 장점이 있다. 따라서 국제사회는 2030년대 이후를 위한 제4세대 원자로시스템(GEN-IV)의 후보노형 중 하나로 이를 개발하고 있다.

 

○ 용융염로에는 고온가스로처럼 조약돌 모양의 고체 핵연료를 사용하는 FHR(Fluoride salt-cooled High-temperature Reactor) 방식의 원자로 설계개념도 있으며 미국과 중국 등이 이 개념의 용융염로를 개발하고 있다. 이 자료는 중국 상해응용물리연구소가 FHR 설계개념의 기술적 실증을 위해 2011년부터 수행하고 있는 TMSR-SF(Solid Fuel, 고체 핵연료) 실험로(출력 2MW) 설계의 중성자 및 동특성 분석결과이다.

 

○ 용융염로 개발현황을 살펴보면, 유럽은 토륨핵연료를 사용하고 고준위 방사성폐기물의 소멸 처리가 가능한 MSR 설계개념을 개발하고 있고, 미국은 주로 FHR 설계개념을 개발하고 있다. 일본은 핵연료 증식이 가능한 MSR 설계개념을 개발하고 있고, 중국은 토륨핵연료의 FHR 실험로인 TMSR-SF와 MSR 실험로인 TMSR-LF(Liquid Fuel, 액상 핵연료)를 2017년까지 완공한다는 목표를 세우고 있다.

 

○ 우리나라의 미래 원전기술 개발은 현재단계에서 상대적으로 기술이 더 성숙되어 있는 소듐냉각고속로와 초고온가스로를 중심으로 진행되고 있다. 연구개발 재원의 한계로 미래 원전기술들을 모두 개발할 수는 없기 때문에 용융염로 기술의 경우는 국제사회의 개발 프로젝트에 옵서버로 참여하면서 기술을 추적하고 있으며 장기적인 대비를 하고 있다.

저자

Limin Liu, Dalin Zhang, Qing Lu, Kunpeng Wang, Suizheng Qiu

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

86()

잡지명

Progress in Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

1~10

분석자

김*철

분석물

• 2MW 출력규모 토륨핵연료 용융염로의 중성자 특성 및 원자로 동특성.pdf [510,565 byte]

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