핵연료 폐기물 20분의1로 감소

국내 연구진이 사용후핵연료를 재처리해 다시 핵연료로 사용하는 ‘제4세대 원자로’인 소듐냉각고속로(SFR) 원형로용 핵연료 집합체의 시제품을 완성했다. 이를 통해 사용후핵연료 폐기물의 양이 20분의1 수준으로 줄고 우라늄 자원 활용률도 기존 원자로 대비 100배 이상 높아질 것으로 예상된다.

한국원자력연구원(KAERI)은 6일 SFR 원형로(PGSFR)에 장전할 핵연료 집합체 시제품을 완성, 오는 6월부터 러시아 고속 연구용원자로 ‘BOR-60’에서 시험에 들어간다고 밝혔다. SFR은 현재 가동 중인 ‘제3세대 원자로’보다 지속 가능성, 안전성, 경제성, 핵 비확산성이 향상된 제4세대 원전 중 가장 실현 가능성이 큰 것으로 평가되는 모델이다. 고속중성자를 이용해 핵분열을 일으키고 이때 발생하는 열로 증기를 발생시킨다.

SFR은 사용후핵연료 재활용 기술인 파이로프로세싱을 통해 생산되는 우라늄(U), 플루토늄(Pu), 아메리슘(Am), 퀴륨(Cm), 넵투늄(Np) 등 고방사성물질인 초우라늄(TRU)을 원료로 사용할 수 있어 폐기물 저감 및 우라늄 자원 활용률 향상에 기여할 수 있다는 장점이 있다.

연구진이 제작한 SFR 핵연료 집합체 시제품은 정부가 2028년 건설할 계획인 SFR 원형로에 장전해 사용할 핵연료로 우라늄과 지르코늄(U-Zr) 합금으로 제작됐다.

SFR에는 한국과 미국이 현재 공동 연구 중인 파이로프로세싱이 실현되면 사용후핵연료에서 추출한 초우라늄을 핵연료로 사용하게 된다.

이찬복 원자력연구원 차세대핵연료기술개발부장은 “국내 기술로 내구성이 우수한 PGSFR 핵연료를 개발함으로써 향후 사용후핵연료 문제 해결에 기여하게 됐다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr