원자력(연)-테라파워社, 미래 원자로 개발 공동연구
원자력(연)-테라파워社, 미래 원자로 개발 공동연구
  • 박재구 기자
  • 승인 2013.04.23 16:25
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4세대 소듐냉각고속로(SFR) 공동개발 추진 방안 협의키로

한국원자력연구원(원장 정연호/이하 연구원)은 마이크로소프트 창업자 빌 게이츠가 설립한 미국의 에너지 벤처기업 테라파워(TerraPower)社와 제4세대 원전의 하나인 소듐냉각고속로(SFR) 개발을 공동 추진하는 방안을 논의하고, 앞으로 3~6개월 동안 이를 공동 검토키로 합의했다.

연구원은 최근 방한한 빌 게이츠 테라파워社 회장과 만남을 갖고 현재 연구원이 개발 중인 SFR 원형로(PGSFR, Prototype of Gen-Ⅳ SFR)와 테라파워社가 개발 중인 진행파 원자로 원형로(TWR-P, Traveling Wave Reactor-Prototype)의 공동 개발을 통해 개발 기간과 비용을 줄이는 방안을 모색키로 합의했다.

양측은 이를 위해 공동 개발의 기술적 측면과 사업적 측면을 집중 연구한 뒤 연내 최종 결론을 내리기로 했다. 이 과정에는 연구원을 중심으로 국내 원자력 관련 기관이 다수 참여할 예정이다.

연구원과 테라파워社는 양측이 개발 중인 원자로의 핵연료 관련 기술 협력을 위해 지난해 6월 MOU를 체결한 바 있으며, 이번에 방한한 빌 게이츠 회장과 합의를 통해 양측은 그간 소규모로 진행돼온 공동연구 협력 프레임을 대폭 확대하는 방안을 모색하게 됐다.

연구원은 현재 가동 중인 가압경수로형 원전에서 발생한 사용후핵연료에 포함된 고독성 장수명 폐기물을 연소시키기 위해 150MWe급 PGSFR을 오는 2028년까지 건설 완료하는 것을 목표로 연구개발을 수행해 왔으며, 테라파워는 한번 핵연료를 장전하면 5~15년 동안 교체 없이 사용할 수 있는 600MWe 규모의 TWR-P를 2022년까지 건설하는 것을 각각 목표로 하고 있다.

양측이 개발하고 있는 원자로는 물 대신 소듐을 냉각재로 사용하고 고속 중성자를 이용해 핵분열 연쇄반응을 일으키며, 금속 핵연료를 쓰는 풀(pool) 형 원자로로, 기술적 유사성이 매우 큰 만큼 공동연구의 접점을 찾을 경우 시너지 효과가 클 것으로 예상된다.

▲ 한국원자력연구원이 개발 중인 제4세대 원전 소듐냉각고속로 모형.

한편 연구원이 개발 중인 소듐냉각고속로는 GIF(Generation Ⅳ International Forum, 제4세대 원자력 시스템 국제포럼)가 선정한 4세대 원자력 시스템 6개 노형 중에서도 가장 실현 가능성이 높은 것으로 평가되는 원자로로, 열중성자를 이용하는 경수로와 달리 고속 중성자(fast neutron)를 이용해 핵분열을 일으키고, 이때 발생하는 열을 물이 아닌 액체 소듐으로 전달해 증기를 발생시키고 이 증기로 전기를 생산한다.

경수로 원전에서 발생한 사용후핵연료를 재순환하는 기술인 파이로프로세싱(건식처리공정) 기술과 연계, 사용후핵연료에 포함된 독성이 높은 장수명 핵종을 반감기가 짧거나 안정된 핵종으로 변환시킴으로써 사용후핵연료의 방사성 독성 감소 기간을 1,000분의 1로 줄이고 고준위폐기물 양을 20분의 1로 줄일 수 있다.

테라파워社의 진행파 원자로는 노심 중심에 저농축 우라늄을 장전해 점화한 후 노심에 장전된 열화우라늄의 증식을 통해 핵분열 반응을 지속한다. 일정 기간 연소 후 노심 내외부 핵연료를 교환하지만 5~15년간 신연료 장전은 없다. 진행파 원자로의 수명은 약 40~60년이다. 
 


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