사용후핵연료 문서 원본 보기

사용후핵연료([https://en.wikipedia.org/wiki/Spent_nuclear_fuel Spent Nuclear Fuel])은 원자로에서 중성자에 조사된 핵연료를 말한다. 열중성자를 이용하는 경수형원자로에서는 원자로임계에 필요한 핵분열반응량이 적어서 더이상 사용하지 못한다. 남아 있는 물질중 핵분열성물질을 추출하여 재활용할 수도 있다.

== 조성 ==
사용후 핵연료에는 우라늄, 플루토늄, 핵분열생성물과 그 붕괴핵종, 중성자에의해 방사화된 구조물이 존재한다.
=== 핵분열 생성물 ===
사용후경수로핵연료에는 전체무게의 약 3% 의 핵분열생성물이 존재한다.
이들은 오랜기간 동안 방사선과 붕괴열을 방출하게 된다.
=== 플루토늄 ===
핵연료에 포함되었던 우라늄-238이 중성자흡수에 의해 플루토늄-239, -240 등으로 변환된다. 이는 전체무게의 약 1%정도이다. 풀루토늄은 핵분열이 가능하여 재활용할 수 있는 유용한 물질이지만, 한편으로는 핵무기제조의 원료로 사용할 수도 있다. 또한, 플루토늄은 반감기가 길고 방사성독성(radio-toxicity)가 높아 처분도 어렵다.
=== 우라늄 ===
신핵연료에 포함되어 있던 우라늄-238의 96% 정도는 사용후핵연료에도 남아 있게 된다. 신연료에 4%정도 있던 우라늄-235는 대부분 연소되어 사용후연료에는 0.8%정도 남게되고 우라늄-236이 0.4% 생성되어 있다.
=== 마이너 악티나이드 ===
원자번호가 큰 93-넵투늄, 95-아메리슘, 96-퀴륨, 97-버클륨, 98-켈리포늄 등을 마이너악티나이드(Minor Actinide, M.A.)라고 하며 이들의 반감기는 몇십만년정도로 길다. 붕괴과정에서 발생하는 열과 방사선 때문에 환경에서 격리하여 관리하여야 한다.

== 붕괴열 ==
원자로가 정지되어 연쇄핵분열반응이 일어 나지 않더라도 핵분열생성물과 마이너악티나이드의 붕괴는 열을 발생한다. 원자로가 정지된 직후에는 운전중 열발생의 약 7%, 1 시간후에는 약 1.5%, 1일후에는 약 0.4%, 1주일후에는 약 0.2%가 발생한다.
원자로에서 꺼낸 사용후 핵연료는 발전소의 사용후연료저장조에서 1년이상 냉각한 후 처리하게 된다. (우리나라의 경우에는 처리정책이 확정되지 않아 발전소에 20년 이상 보관하고 있다.)

== 장기 방사능 ==
== 참고자료 ==
* [[사용후핵연료Q&A]]