"사용후핵연료 재활용 파이로프로세싱, 기술 타당성 검증됐다"

원자력연 "물리화학 특성 다른 다양한 사용후핵연료 처리기술 확보해야"

류재수 한국원자력연구원 선진핵주기 기술개발부장이 5일 서울 광화문 버텍스코리아 비즈니스센터에서 열린 '과학언론인 원자력 아카데미'에서 강연하고 있다.박정연 기자 hesse@donga.com

소형모듈원자로(SMR)이나 혁신형 SMR(i-SMR)에서 발생할 사용후핵연료를 처분하기 위해 기존 일반 원전에서 사용되는 처분 방식들을 결합한 '하이브리드 처분' 기술을 확보해야 한다는 전문가 제안이 나왔다. 기존 방식들을 개량해 새로운 형태의 원전에 대비한 처분 기술을 개발해야 한다는 것이다. 전문가들은 사용후핵연료를 재활용하는 등 다양한 처리 기술에 주목해야 한다고도 말했다.

류재수 한국원자력연구원 선진핵주기 기술개발부장은 5일 서울 광화문 버텍스코리아에서 열린 '과학언론인 원자력 아카데미'에서 "기존 원전이 확대되는 동시에 SMR이 상용화된다면 사용후핵연료 발생량은 크게 증가할 것"이라며 "현재 사용후핵연료 처분에 사용되는 직접처분과 처리후 처분 방식을 결합한 새로운 처리기술에 대한 연구개발(R&D)이 시급하다"고 주장했다.

사용후핵연료를 처분하는 대표적인 방식으로는 습식재처리(PUREX)가 있다. 사용후핵연료를 초산이나 질산과 같은 용매에 용해시켜 만든 수용액을 재처리하는 방식이다. 영국, 프랑스, 일본, 중국, 러시아, 인도 등 대부분 사용후핵연료 재처리 국가에서 이 방식을 사용하고 있다.

류 부장은 "이러한 처분 방식은 사용후핵연료 안전성 확보에서 중요한 순수 플루토늄을 분리하기 용이해 핵확산저항성이 약하다는 단점이 있다"고 설명했다.

사용후핵연료를 재활용하기 위한 움직임도 활발하다. 고온의 용융염에 전기화학적 방법을 이용해 사용후핵연료로부터 우라늄과 플루토늄 등 초우라늄원소 등의 핵연료 물질을 회수하는 파이로 프로세싱 기술이 발전하면서다.

한국에서도 국내 독자 기술로 구축된 세계 최대 규모의 파이로 일관공정 모의시험 시설이 건립된 바 있다. 류 부장은 "모의핵연료를 사용해 파이로프로세싱의 전 공정을 재현실험한 결과 기술의 타당성이 검증됐다"고 소개했다.

사용후핵연료를 처분하는 다양한 방식이 모색되는 가운데 류 부장은 가까운 미래에는 특성이 서로 다른 사용후핵연료가 동시에 발생할 것으로 예측되는 만큼 대비가 필요하다고 강조했다.

류 부장은 "경수로형(LWS), 소듐냉각고속로(SFR), 용융염원자로(MSR), 초고온가스로(VHTR) 등 여러가지 원자로가 개발되면서 상이한 물리적, 화학적 특성을 지닌 사용후핵연료들이 생성될 것"이라며 다양하게 발생되는 사용후핵연료를 안전하고 효율적으로 관리할 처리 기술이 필요하다고 말했다.

그는 "미국의 경우 직접처분 자체에 필요한 기술과 함께 사용후핵연료 처분 부담을 최소화하기 위한 기술개발이 이미 속도를 내고 있다"며 "사용후핵연료 문제를 아직 해결하지 못한 한국도 서둘러 움직임에 나서야 한다"고 강조했다.

이어 "직접처분과 처리후 처분의 장점만을 결합한 새로운 처리기술을 확보하고 장기적인 관점에선 직접처분과 재순환 핵연료주기 등 다양한 처분 선택지를 마련하는 것이 중요하다"고 덧붙였다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]