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사용 후 원전연료의 재처리와 발전방안
Used Nuclear Fuel Reprocessing and Expansion Plan 원문보기

대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회, 2009 July 14, 2009년, pp.2263 - 2264  

전현호 (대진대) ,  박자록 (대진대) ,  이욱 (대진대)

초록
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원자력은 나라의 기저전력을 책임지는 대표적인 발전소다. 시간이 지남에 따라 에너지 수요는 증가하지만 원자력 에너지의 연료인 우라늄은 고갈이 되어가고 있다. 그 해결책으로 고속로 기술에는 소듐 냉각 고속로, 건식처리 방법으로는 파이로프로세싱이 있다. 이 기술로 사용 후 원전연료를 재처리하여 불가 수 십년에 불가한 원전문제를 수 천년으로 늘릴 수 있다. 하지만 우리나라는 사용 후 원전연료에 대해 정책방향이 결정되지 않았으며, 지역단체, 환경단체 등의 단체에서의 반대도 만만치 않을 것이다. 원전연료 관리 정책이 결정되어 국가 에너지안보의 기틀을 마련해야 할 것이다.

AI 본문요약
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성능/효과

  • 따라서 소듐냉각 고속로는 사용 후 원전연료의 자체 재순환을 통해 우라늄 자원의 활용률을 지금보다 100배 이상 향상시켜 미래의 우라늄자원 고갈에 대처할 수 있게 해준다. 또한 소듐냉각 고속로는 핵변환을 통해 사용 후 원전연료의 방사성 독성을 1/1000로 감소시키고 부피를 1/20로 감소시킬 뿐만 아니라 재순환에 의해 사용 후 원전연료 발생량을 줄여주므로 궁극적으로 영구처분장 활용률은 100배 이상 향상시킬 수 있다. 현재 국제공동연구로 개발 중인 제4세대 소듐냉각 고속로는 2030년경 상용화가 가능하며 지속성, 안전성, 경제성 그리고 핵확산저항성이 보다 향상되어 원자력의 지속적 이용을 위한 능동적 대처가 가능하므로, 자원부족 국가인 우리나라로서는 미래 무한 가능한 에너지 공급 체계를 구축할 수 있는 꿈의 원자로이다.
  • 파이로프로세싱 기술을 실용화하면 사용 후 원전연료의 부피를 20분의 1, 발열량은 100분의 1, 방사성 독성은 1,000분의 1로 줄여 사용 후 원전연료를 직접 처분할 때보다 고준위폐기물 처분장의 규모를 100분의 1로 줄이고, 고속로와 연계해 우라늄을 반복 재활용함으로써 우라늄 활용도를 현재보다 100배 정도 높일 것으로 기대된다.

후속연구

  • 특히, 중수로 저장조의 경우에는 고밀도 저장으로 인하여 물리적으로 용량확장이 거의 불가능하다. 그러나, 비용이 저렴하기 때문에 다른 방안과 함께 사용되면 비용효과 측면에서 효율성을 극대화할 수 있을 것으로 보인다. 따라서, 본 방안은 다른 방안의 준비에 유연성을 확보하기 위한 비상수단으로서의 활용이 바람직하다.
  • 자원에 의지한 에너지 자원은 점점 탈피할 때가 되었다. 기술주도에 의한 에너지 공급 체계로 전환하여 우리나라의 에너지 안보에 서둘러 해결책을 마련하고 또 다른 신재생 에너지를 준비해야 될 것이다. 이 해결책중 하나인 원자력은 온실가스의 배출감소로 친환경적인 발전과 안정적이고 저렴한 전력공급을 통하여 경제발전의 원동력이 될 것이다.
  • 그러나, 비용이 저렴하기 때문에 다른 방안과 함께 사용되면 비용효과 측면에서 효율성을 극대화할 수 있을 것으로 보인다. 따라서, 본 방안은 다른 방안의 준비에 유연성을 확보하기 위한 비상수단으로서의 활용이 바람직하다.
  • 현재 가동 중인 경수로에서 나오는 사용 후 원전연료의 방사성 독성이 천연우라늄의 독성 이하로 떨어지는데 약 30만년이 걸리는 반면 파이로프로세싱으로 추출한 고방사성 물질들을 고속로에 연소시키면 이 기간을 300년 이하로 줄일 수 있게 되며, 고준위 폐기물 처분장의 면적을 넓게 만드는 요인인 사용 후 원전연료의 높은 열을 제거함으로써 소규모의 고준위 방사성폐기물 처분장만으로 100년 이상 사용 후 원전연료 관리 문제를 해결할 수 있게 될 전망이다.
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