📌 오늘의 국제 원자력 동향 2026년 9월 9일 (수)
- US Department of Energy가 NextEra Energy의 아이오와주 Duane Arnold 원전(비등경수로 1기, 615 MWe) 재가동을 위해 최대 19억 USD 대출을 종결해, Google과의 25년 전력구매계약과 함께 2029년 초 재가동 목표의 자금구조가 확정 단계로 진입함
- 태국 에너지부가 PDP 2026 초안 공청회에서 2050년까지 소형모듈원자로 최대 9,000 MW를 도입하고 Electricity Generating Authority of Thailand가 첫 300 MW 사업을 주도하는 계획을 공개해, 원전 도입이 국가 전력개발계획 반영 단계로 진입함
- China National Nuclear Corporation이 Hainan성 Changjiang 원전 4호기(Hualong One)의 상온기능시험을 최대 22.3 MPa까지 완료해 시운전 단계에 진입했으며, 2026-08-01 전력망에 연결된 3호기와 함께 2027년 초 2기 완전가동 일정이 구체화됨
- Korea Hydro & Nuclear Power와 Orano가 한국·프랑스 정상 임석 아래 우라늄 농축 장기협력 의향서를 체결해, 2026-04 핵연료주기 협력 MoU가 KHNP의 서방 농축원 접근 확대와 Orano 신규 농축사업 기반 강화를 위한 후속 계약 단계로 구체화됨
- IAEA가 중재한 7번째 국지 휴전 아래 우크라이나 기술진이 3일간 송전선을 수리해 Zaporizhzhia 원전의 외부전원을 18일 만에 복구했으며, 디젤 비축 감소로 커지던 발전소 정전 위험이 해소되고 비상디젤발전기는 대기모드로 전환됨
장수명핵종 소멸처리
개요
사용후핵연료를 소멸처리하는 목적은 사용후핵연료가 지니는 방사성 독성을 획기적으로 낮추어 방사선으로 인한 생태계에 미치는 영향을 최소화하고, 이 과정에서 생산되는 에너지를 재활용하는데 목적이 있다.
장수명핵종군의 소멸처리(핵변환)
소멸처리와 핵변환: 소멸처리는 장수명핵종군 등이 중성자와 반응에 의해 핵종파쇄, 안전핵종 또는 단수명핵종으로 전환시키는 것을 의미하고 있다. 따라서 큰 의미에서 소멸처리는 핵변환과 함께 사용되고 있다.
- 사용후핵연료에 함유된 대표적인 장수명 및 단수명(열부하) 핵종군
수명 핵분열생성물 중 표에 제시된 핵종이외에 Cs-135, Cl-36, Se-79, Sn-126, C-14 등도 있지만, 이들은 양적으로 극미량이거나 또는 소멸처리율이 극히 낮거나, 중성자 흡수로 반감기가 보다 긴 핵종으로 변환이 일어나 소멸처리 대상에서 제외된다. 특히 Cs-137과 Sr-90도 높은 발열성 때문에 소멸처리시킬 필요가 있지만 현재 방법으로 효과적으로 소멸시키기 어렵기 때문에 별도 저장관리를 통해 방사선 준위와 방열효과가 낮아질 때까지 기다려야 한다.
반감기가 긴 핵분열생성물이 중성자 흡수로 인해 안정핵종으로 변환되는 대표적 핵종변환 예는 아래와 같다.
- Tc-99 + n → Tc-100(16s) → Ru-100
- I-129 + n → I-130(12.4h) → Xe-130
사용후핵연료 소멸처리 프로세스
사용후핵연료에 함유된 방사성 원소들은 관리에 적합하게 분리된다. 분리방법은 우선 사용후핵연료의 대다수(약 95%)를 차지하는 우라늄을 회수하고, 그 다음 잔여물로부터 장수명핵종군을 분리한다. 장수명핵종군들이 제거된 잔여물 내에 남아있는 단수명핵종군 중에서 열부하가 큰 핵종들을 분리하게 된다.
아래 그림은 사용후핵연료 내 원소들을 분리하여 소멸처리시키는 전략을 보여주고 있다. 우라늄은 일단 회수 후 추후 자원으로 사용하기 위해 저장해 둔다. 그 다음 장수명핵종군들 중에 핵분열성 물질들은 고속중성자의 단면적이 커서 고속로에서 소멸처리시킨다. 그 다음 테크네튬과 요오드와 같은 핵분열생성물은 열중성자의 단면적이 크기 때문에 열중성자로에서 안정 핵종으로 전환시킨다. 단수명핵종 중에 Cs-137과 Sr-90은 고방열성핵종으로 방사능 준위가 낮아지고, 또 방출하는 열이 충분히 식어 질 때까지 저장한 후 중저준위방사성폐기물로 분류한다. 최종적으로 남아있는 핵분열생성물은 안정한 고화체로 만들어 영구 처분시킨다.
소멸처리 원자로
소멸처리가 가능한 원자로는 크게 중성자를 발생시키는 방법에 따라 아래와 같이 구분한다.
- 임계로: LWR 및 HTGR(열중성자 이용), SFR(고속중성자 이용)
- 미임계로: ADS(Accelerator Driven System 가속기 구동 계통)
그 밖에 제안된 방법은 High Powered Lasers, Hybrid Fusion-Fission System 등을 들 수 있지만 현재 임계로 및 미임계로를 이용한 소멸처리방법이 기술개발 측면에서 가장 근접되어 있다. 특히 Pu + MA의 소멸처리에 SFR과 ADS가 가능성이 높은 소멸로로 평가되고 있고, I-129 와 Tc-99과 같은 장반감기 핵분열생성물의 소멸처리는 열중성자 사용이 가장 적절한 것으로 인식되고 있다.
이 자료의 최초 작성 :김 응호(영산대) ehkim1@naver.com, 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr