A Status of Technology and Policy of Nuclear Spent Fuel Treatment in Advanced Nuclear Program Countries and Relevant Research Works in Korea

선진 원자력발전국의 사용후핵연료 처리기술 및 정책현황과 우리나라의 관련연구 현황

Status on the spent nuclear fuel management policy and R&D plan of the major countries is surveyed. Also the prospect of the future R&D plan is suggested. Recently so-called fuel cycle nations, which have the reprocess policy of the spent fuel, announced new spent fuel management policy based on the advanced fuel cycle technology. The policy is focused to transmute highly radioactive material and material having a very long half-life, and to recycle the Pu and U contained in the spent fuel. In this way the radio-foxily of the spent fuel as well as the amount of the high level waste to be eventually disposed can greatly be reduced. Most of countries selected the wet process as a primary option for the treatment of the spent fuel since the advanced wet process, which is based on the existing PUREX process, looks more feasible as compared with the dry process. The wet process, however, is much more sensitive in terms of proliferation-resistance compared with the dry process. The pure Pu can easily be obtained by simply modifying the process. On the other hand the pure Pu can not be extracted in the dry process based on the high temperature molten salt process such as a pyroprocess. Even though the pyroprocess technology is very premature, it has a great merit. Thus it is necessary for Korea to have a long term strategy for pursuing a spent fuel treatment technology with a proliferation resistance and a great merit for the GEN-IV fuel cycles. Pyroprocess is one of the best candidates to satisfy these purposes.

전세계 주요 원자력선진국들의 사용후핵연료 처리에 대한 기술 및 정책현황을 알아보고 향후 우리나라의 연구방향을 제시해 보았다. 재처리 정책을 가진 소위 핵연료주기 국가들은 최근 선진핵 연료주기기술에 기초한 새로운 사용후핵 연료 관리정책을 발표하였다. 그 정책은 사용후핵연료 내에 함유된 우라늄 또는 초우란 원소들을 재순환하고 고독성의 방사성 물질 및 장반감기를 가진 물질들을 소멸하거나 단반감기 원소로 변환하는데 초점을 맞추고 있다. 이러한 정책은 원자력의 자원 활용성을 높일 뿐만 아니라, 영구 처분할 고준위폐기물의 양을 감소시켜 궁극적으로 원자력의 지속가능성을 높여 준다. PUREX 방법에 기초한 습식재처리를 우선순위로 선택한 대부분의 국가들은 이 습식방법이 건식방법에 비해 실용화에 앞서 있음을 그 선택 의 근거로 든다. 그러나 습식방법은 건식에 비해 핵확산저항성 측면에서 더욱 민감하다. 왜냐하면 이 습식방법은 약간의 공정수정에 의해 순수 플루토늄을 회수 할 수 있기 때문이다. 반면에 아직까지 실용화 단계까지는 도달해 있지 않지만 고온 용융염을 사용하는 Pyroprocess와 같은 건식처리 방법은 순수한 플루토늄을 회수 할 수 없어서 핵비확산성 측면에서 유리하며, 제4세대 원자로로 고려되는 고속로의 핵연료주기 등에도 여러 가지 이점을 가지고 있다. 따라서 우리나라의 경우 현재 이 Pyroprocess에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.