◎「재처리로 얻는 플루토늄 규제」 벗어나/우라늄 사용량 50% 절감 효과도 예상

「사용후 핵연료」를 재처리하지 않고 다시 활용하는 새로운 개념의 후행 핵연료 주기기술이 국내에서 개발되고 있다.

11일 과학기술처에 따르면 경수로(PWR)원전에서 1차 태웠다가 꺼낸 「사용후 핵연료」를 중수로(CANDU)원전에서 다시 한번 사용할수 있게 가공하는 듀픽(Dupic)기술이 「한국형 고유 후행 핵연료 주기기술」로서 한국원자력연구소에서 개발되고 있다.

지금까지 국내의「사용후 핵연료」는 한반도 비핵화선언에 따라 재활용을 못하고 각 원전내 저장조에 「중간 저장」돼 왔다.재활용을 위한 재처리과정에서 부산물로 얻어지는 플루토늄이 핵무기원료가 돼 비핵화선언에 위배되기 때문이다.

그러나 듀픽기술이 개발되면 재처리를 하지 않고도 「사용후 핵연료」를 재활용 할수 있어 그동안 포기해 왔던 후행 핵연료 주기기술의 새로운 대안이 될 것으로 보인다.

「듀픽연료」의 개념은 경수로와 중수로 핵연료의 우라늄농도가 서로 다른데서 착안한 것이다.즉 경수로는 우라늄235가 3.2∼4% 들어있는 저농축 우라늄연료를 사용하고 중수로는 우라늄235가 0.7% 들어있는 천연우라늄을 연료로 사용한다.

경수로에 투입된 저농축 우라늄연료는 연소후 우라늄이 1.5% 남아있는 「사용후 핵연료」를 폐기물로 배출하는데 「듀픽연료」는 이를 가공해 중수로에 사용하자는 것이다.

경수로에서 나온 「사용후 핵연료」의 우라늄농도 1.5%는 중수로의 핵연료농도 0.7%와 2배가량의 차이가 난다.그러나 연구자들은 중수로에 대해 약간의 구조변경만 하면 1.5% 우라늄을 연료로 사용할수 있을 것으로 보고 있다.

이 경우 현재 시간당 8천메가와트의 전기생산율을 시간당 1만6천메가와트까지 올릴수 있어 우라늄연료 사용량을 절반으로 줄이는 효과까지 얻을수 있다는 것이다.

한국원자력연구소 부설 원자력환경관리센터 연구개발그룹장 박현수박사(49)는 『듀픽연료를 사용하면 경수로 3기에서 발생하는 「사용후 핵연료」를 1기의 중수로원전에서 다시 태울수 있어 결과적으로 고준위 폐기물인 「사용후 핵연료」 발생량을 3분의 1로줄일수 있을 뿐만 아니라 우라늄연료 소비 자체도 30%이상 절감할수 있을 것으로 예상된다』고 설명했다.

연구소측은 이미 1단계로 이같은 듀픽 핵연료 주기에 대한 기술적 타당성 연구를 완료,산화환원공정을 최적 공정으로 도출해 내고 올해부터 2단계로 실험적 검증연구에 들어간 것으로 밝혀졌다.

이 계획에 따르면 오는 97년도까지 듀픽연료봉 1개를 시험제조해서 연구용 원자로 「하나로」에서 태우는 실험을 하며 98년까지 듀픽연료 다발을 시험제조하고 99년까지는 연료봉및 다발성능시험을 완료,2천년까지 상용화 전략을 수립하도록 돼 있다.

듀픽기술개발에 있어 가장 큰 장애는 핵안전조치의 보장이다.재처리를 하지는 않지만 민감한 대상인 「사용후 핵연료」를 손대는 작업이기 때문에 국제사회를 자극할 우려가 있다.이때문에 정부는 캐나다 원자력공사(AECL)및 미국 국방성과 3개국 공동연구 형태로 연구사업을 추진하고 있다.

정부는 또 지난 6∼7일 미국 워싱턴에서 열린 제2차 한·미 핵사찰 기술개발 상설 조정그룹회의에 「듀픽시설에 대한 핵안전조치 기술개발 과제」를 상정,미국 에너지성과 공동연구를 벌이기로 확정했다.

우리나라는 세계에서 유일하게 경수로(고리등 9기)와 중수로(월성1기)원전을 함께 갖고 있는 나라다.따라서 듀픽기술이 성공할 경우 국내 원자력 산업의 경제성 향상은 물론 캐나다와 공동으로 캔두형 원자로의 세계시장 진출도 노릴수 있게 되는등 파급효과도 클 것으로 예상된다.<신연숙 기자>