원자력(硏), ‘2008 국제 파이로프로세싱 학술회의’개최
교육과학기술부와 한국방사성폐기물학회가 공동 후원하는 이번 행사는 파이로프로세싱 관련 국제 학술회의로는 2006년 미국에서 열린 1회 회의 이후 두 번째로 열리는 것으로, 미국 프랑스 일본 러시아 등 9개국 120여 명의 전문가들이 참석할 예정이다. 미국 아이다호국립연구소(INL), 아르곤국립연구소(ANL)와 프랑스 원자력청(CEA), 일본 원자력연구개발기구(JAEA), 전력중앙연구소(CRIEPI) 등 각국의 주요 연구기관 관계자들이 참석해 최신 연구성과와 관련 정보를 교환하는 자리가 될 전망이다.
첫날 리셉션에 이어 둘째 날(25일) 회의에서는 우리나라와 미국, 일본, 프랑스, 러시아, 인도, 체코, 유럽연합 및 경제협력개발기구 산하 원자력기구(OECD/NEA)에서 현재 진행중인 파이로프로세싱 관련 연구현황을 발표한 뒤 26일 전해환원, 전해정련 및 염폐기물 처리공정 등 파이로프로세싱 단위 공정에 관한 세부 발표가 이어질 예정이다. 마지막 날인 27일에는 폐기물 고화체 제조 및 파이로프로세싱 시설 설계에 대한 발표 등 총 62편의 논문이 발표될 예정이다.
파이로프로세싱은 원자력발전소에서 연소된 뒤 수명이 다해 꺼낸 사용후핵연료에 포함된 우라늄 등 유효한 성분을 회수해서 차세대 원자로인 고속로의 연료로 재활용함으로써 우라늄 활용도를 획기적으로 높이고 고준위 방사성폐기물의 양과 독성, 발열량을 대폭 줄일 수 있는 기술로, 원자력 발전의 안전성과 경제성을 획기적으로 향상시킨 미래원자력시스템의 근간을 이룰 핵심 기술이다. 사용후핵연료에 포함된 플루토늄만을 단독으로 분리해낼 수 있는 기존의 재처리(reprocessing) 기술과 달리 파이로프로세싱은 공정상 플루토늄과 넵트늄, 아메리슘, 큐리움 등 사용후핵연료에 포함된 초우라늄계 원소(우라늄보다 원자량이 큰 원소)가 함께 추출될 수 밖에 없어 핵확산 위험성이 없는 21세기형 사용후핵연료 재활용 기술로 평가받고 있다.
파이로프로세싱 기술을 실용화하면 사용후핵연료의 부피를 20분의 1, 발열량은 100분의 1, 방사성 독성은 1,000분의 1로 줄여 사용후핵연료를 직접 처분할 때보다 고준위폐기물 처분장의 규모를 100분의 1로 줄이고, 고속로와 연계해 우라늄을 반복 재활용함으로써 우라늄 활용도를 현재보다 100배 정도 높일 것으로 기대된다.
현재 가동중인 경수로에서 나오는 사용후핵연료의 방사성 독성이 천연우라늄의 독성 이하로 떨어지는데 약 30만년이 걸리는 반면 파이로프로세싱으로 추출한 고방사성 물질들을 고속로에 연소시키면 이 기간을 300년 이하로 줄일 수 있게 되며, 고준위 폐기물 처분장의 면적을 넓게 만드는 요인인 사용후핵연료의 높은 열을 제거함으로써 소규모의 고준위 방사성폐기물 처분장만으로 100년 이상 사용후핵연료 관리 문제를 해결할 수 있게 될 전망이다.
이같은 장점 때문에 세계 각국이 파이프로세싱에 주목하며 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 전 세계에서 가장 많은 원전을 보유하고 있는 미국은 이미 20년 전부터 파이로프로세싱 개발을 계속해오고 있으며, 우리나라도 한국원자력연구원이 지난 1997년부터 파이로프로세싱 관련 연구개발을 수행하고 있다. 한국원자력연구원은 지난 2006년 세계 최대 규모의 파이로프로세싱 실증시설인 ‘사용후핵연료 차세대 관리종합공정 실증시설(ACPF)’을 완공한 데 이어 최근에는 미국, 일본 등 원자력 선진국보다 사용후핵연료에 포함된 우라늄을 15배나 빨리 처리할 수 있는 ‘고성능 연속식 전해정련 시스템’을 개발하는 등 괄목할 성과를 내며 이 분야 기술 개발을 선도하고 있다.
양명승 한국원자력연구원장은 “현재 연 2톤 처리 규모로 실험실 수준인 파이로프로세싱 관련 연구를 2011년까지 공학 규모(연 10톤 처리)으로 발전시키고, 2016년까지 파이로프로세싱 실용화를 달성한다는 목표”라며 “이번 국제 학술회의는 우리 연구성과와 각국의 연구 현황을 비교 분석함으로써 파이로프로세싱 기술의 성공적 개발과 실용화를 위한 방향을 설정하는 좋은 계기가 될 것”이라고 밝혔다.
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한국원자력연구원 핵주기공정기술개발부 이한수 부장(책임연구원) 042-868-2395