• 원자력산업
• /
• 제17권12호통권178호
• /
• pp.10-18
• /
• 1997

우리 나라의 원전 사업을 착수한 이래 지속적으로 원전 사업을 추진하여 현재 전체 발전량의 약 1/3 이상을 원자력이 담당하고 있다. 이 과정에서 많은 기술과 경험을 축적하여 이제는 국내 업체가 주도적으로 국내 원전을 설계 $\cdot$ 제작 $\cdot$ 건설하고 있을 뿐만 아니라 해외로까지 기술 지원을 추진하고 있는 실정이다. 그러나 우리 나라의 원전 기술은 원자력 발전 분야에 너무 편중되어 있으며, 보다 진정한 원자력 기술 자립을 달성하기 위해서는 핵연료 주기, 특히 사용후 핵연료와 방사성 폐기물 관리 기술의 확보가 무엇보다 필요하다. 특히 방사성 폐기물의 관리는 원자력 발전을 포함한 원자력의 평화적 이용을 하나의 시스템으로 완결시키는 의미를 지니고 있기 때문에 이 분야에 대한 원자력계의 보다 많은 관심과 지원이 필요하다고 하겠다. 지난 10월 $21\~22$일 원자력환경기술원에서 열린 워크숍 내용을 소개한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제16권4호
• /
• pp.181-194
• /
• 1984

변분법을 사용하여 원자로의 핵연료 관리문제를 연구하였다. 원자력 발전소에 영향을 미치는 두 함수 즉 이윤함수와 가격함수는 원자로의 연소도방정식과 최대허용출력 밀도에 대한 부등 제약조건이며, 이들은 임계성의 제약조건이 된다. 초기이윤의 변분해는 원자로에 뚜렷한 두 영역이 있음을 보여 주었다. 즉 일정 출력 영역과 최소 재고량 또는 평활 중성자속 영역이 그것이다. 이들 든 영역의 변이점은 전력에 대한 이윤과 연료에 대한 이자 지급에 상당히 중요하다. 그러므로 각 영역에서 동일 농축도의 핵연료를 가질 동일 부피의 세 영역으로 된 원자로를 최적화 하기 위하여 핵연료 주기 가격 함수가 사용 되었다. 최대 허용 출력 밀도에 대한 부등 제약조건들은 이들 부등 제약 조건이 원자로심의 어느 특정 점이나 로심주기를 통하여 항상 동일 제약조건이 되어야 한다. 원자로의 임계성과 출력밀도에 대한 동일 제약조건에 관계된 핵연료의 연소도에 대한 계차 방정식의 해를 구하였으며 최적 농축도의 위치를 구하기-위하여 구배법을 사용하였다. 이들 계산결과는 부동 제약 조건들을 적절히 적용하면 원자로를 최적화하기 위하여 비선형 최적 기술이 사용될 수 있음을 보여 주었다.

• 기계저널
• /
• 제50권3호
• /
• pp.28-31
• /
• 2010

이 글에서는 제4세대(Generation-IV) 원자로시스템의 자원활용 측면에서 핵연료 주기와 관련하여 새롭게 부각되고 있는 소듐냉각고속로(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)의 개발 목적 및 설계 특성을 기술하고 원자로 구조관점에서 가압경수로(PWR)와 비교 설명한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2002년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.193-193
• /
• 2002

• 에너지공학
• /
• 제8권1호
• /
• pp.59-66
• /
• 1999

원자력발전의 고유한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 집적폐회로형 AMBIDEXTER 원자력시스템 개념을 제안하였다. 이 복합시스템은 일체형 원자로를 중심으로 열/에너지 변환회로와 방사선/물질 수송회로를 서로 독립적으로 구성하므로 최소 방사선 위험부담 아래서 원자력에너지의 잇점을 극대화하는 설계이다. 특히 방사선/물질 수송회로로부터 분리된 고준위 방사성 폐기물에서 고부가가치 동위원소나 방사선원을 선별적으로 용이하게 추출, 활용할 수 있다. 원자로 계통은 얇고 큰 Hastelloy 합금 원자로용기 내부를 노심, 침니, 열교환기, 다운캄어 및 입구플레넘 콤파트먼트로 분할하여 배관이나 벨브관이 없으므로 기기파손으로 인한 방사성물질의 대량 외부 누출은 불가능하다. Th/233U 용융염핵연료의 핵물리 및 열수력학적 특성을 살려 AMBIDEXTER 노심의 핵적 자활성 설계에 융통성을 부여하는 변성핵연료주기를 도입하면 핵연료자원의 공급 안정화나 핵확산방지의 투명성 제고에 큰 효과가 있다. AMBIDEXTER 설계연구에 관련된 핵심기술들은 일찍이 미국 ORNL에서 시작한 MSR 프로그램을 통해 개발되어 이미 대부분 상용화하고 있기 때문에 현재 추진 중인 250 MWth급 원형로 모듈의 개념개발에서는 주로 시스템 통합에 관한 문제들이 중점적으로 다루어진다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제25권3호
• /
• pp.480-496
• /
• 1993

원자력발전 핵연료주기에서 고려하여야 할 중요한 요소의 하나는 사용후핵연료에서 비롯되는 고준위 방사성핵종이다. 고준위 방사성핵종의 처분 방법으로서 심지층처분방식은 가장 손쉬운 방법이기는 하나 매우 장시간의 감시가 필요하며, 특히 자연환경으로의 누출가능성이 커서 이의 대안으로서 외국 몇 나라에서는 소위 소멸처리(Transmutation)방법에 대한 연구를 활발히 하고 있다. 현시점에서 소멸처리 방법으로 가장 타당성이 있는 것으로 여겨지는 것은 원자로를 이용하는 것과 가속기 구동 미임계 시스템 (Accelerator-Driven Subcritical System)을 이용하는 방법이다. 본 기고문에서는 이들 방법을 중심으로 다양한 소멸처리 방법의 소개와 기술적인 문제점(특히 핵 특성관점에서)에 대한 고찰 그리고 향후 연구과제 등에 대하여 기술하고자 한다. 비록 소멸처리 시스템의 현실화를 위해서는 해결되어야 할 과제가 많이 남아 있지만, 기술적인 가능성과 방사능의 소멸이란 면을 고려할 때 소멸처리시스템은 궁극적인 방사성핵종 처리기술로서 연구·개발할 충분한 가치가 있는 것으로 판단된다.

• 에너지공학
• /
• 제25권2호
• /
• pp.52-64
• /
• 2016

토륨은 우라늄에 비해 풍부한 자원으로서의 가치와 핵분열 물질인 U233을 증식하고, 장주기 액티나이드 핵종 발생이 감소하는 특성으로 인해 원자력 연구개발 초기부터 우라늄 주기와 함께 주요 연구대상이었다. 하지만 토륨은 자체적으로 핵분열이 불가능하므로 에너지원으로 활용하기 위해서는 별도의 외부 중성자원이 필요하고, 토륨 주기 과정에서 고방사성 물질이 발생하며, 효과적인 증식을 위해서는 긴 시간의 중성자 조사가 필요했다. 이에 따른 기술적 어려움과 연구개발 필요성의 감소로 1970년대 중반 이후 토륨 관련 연구가 거의 중단되었다. 하지만 1990-2000년대에 에너지 자원에 대한 사회적 시각 변화와 외부 중성자 공급원으로 이용하는 가속기 구동 원자로의 출현으로 과거 토륨주기의 단점으로 지목되었던 성질들이 오히려 핵확산 저항성과 감시성을 높이고, 가속기 구동 원자로의 미임계 운전 특성에 의한 원자력 안전성 증대라는 장점으로 부각되어 토륨에 관한 연구가 세계적으로 활발히 추진되고 있다. 본 연구에서는 토륨주기의 장단점을 우라늄주기와 비교, 분석하고 가속기 구동형 원자로를 이용한 토륨 연구의 기술 현황을 분석한다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.339-350
• /
• 2007

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.

• 원자력산업
• /
• 제36권11호
• /
• pp.29-44
• /
• 2016

1980~1990년대 OPR1000 기술 자립을 추진할 때도 그랬지만 한국은 원자력 기술 자립에 대한 도전이 선진국에 비해 늦었지만 과학기술자의 열정과 정부의 적극적인 지원으로 오늘날 원자력 선진국이 될 수 있었고, 원자력산업을 해외 수출 산업으로서 다양한 노력을 시도하고 있다. 특히 국내 가동 중인 원전은 외국과 차별되게 1기당 고장 정지율이 0.1건으로 외국 평균의 5.5건과 크게 대별된다. 또한 운전 신뢰성을 나타내는 발전소 가동률도 10% 이상 차로 월등히 높다. 한마디로 한국은 가장 원전의 기술 개발과 운영을 잘하고 있는 원전 선진국임을 자타가 인정하고 있다. 그러나 현재의 기술 수준에 머물면 미래 원전 기술에서는 다른 선진국 내지 중국, 인도 등 신흥국에 그 자리를 양보할 수밖에 없을 것이다. 미래 원자력이란 시대적 요건인 고유 안전성과 지속 가능성을 확보하고 경제성과 함께 핵확산 저항성이 전제되는 원자력 신기술로서 세계와의 경쟁 대상이다. 여기에 핵연료 자원의 유한성에 지속 가능성을 확보하기 위해서 우라늄 효율을 극대화하는 제4세대의 고속로 개발까지 우리나라는 선도적 위치로 가야 한다. 이 기술 개발 역시 출발은 늦었지만 적극적인 개발을 추진하고 있어 소듐고속로의 시현 원자로인 PGSFR을 2028년까지 완성하는 목표를 달성하면, 이를 근간으로 세계 선진국의 경쟁 대열에 나설 수 있다. 정부의 적극적인 지원이 선도적 위치에 갈 수 있는 지름길이다. 고속로 기술 개발과 관련하여 사용후핵연료(SF)의 국가 정책이 아직 확정되지 않아 재활용주기를 전제하고 있는 고속로 개발에 어려움을 주고 있다. 따라서 SF 부지를 2028년까지 확정하는 일정과 함께 국가 SF 정책이 조속히 확정되어야 한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제25권2호
• /
• pp.89-96
• /
• 2000

원자력 정책에서 안전성과 운영실적, 환경보전, 경제성 등은 매우 중요한 인자이다. 핵주기의 선택은 에너지정책, 연료의 다양성, 공급의 안정과 관련된 모든 사회적, 환경적 영향에 있어 매우 중요하다. 특히, 원전의 고준위 방사성폐기물인 사용후 핵연료 관리는 높은 방사선준위 뿐만 아니라 장기적인 관리기간이 소요되는 어려운 사업이다. 본 연구는 사용후 핵연료 관리방안인 재처리와 직접 처분의 비용분석, 안전성, 대국민 용인 측면을 살펴보았다. 직접 처분이 재처리에 비해 약 7%정도의 경제성이 있고, 직접 처분의 사용후 핵연료는 재처리폐기물보다 높은 위험도를 갖는다. 대국민 용인측면에서는 두 가지 처리방법 모두 찬성하지 않는다. 결론적으로, 사용후 핵연료관리는 모든 사회/환경적 영향과 경제성을 고려한 핵주기 정책과 병행하여 지속적인 기술개발을 통한 안전성확보가 필요하다.