파이로프로세싱

pyroprocessing

원자력 발전을 한 후 남은 핵연료를 다시 연료로 활용할 수 있도록 처리하는 신기술이다. 고체 공법으로 진행돼 핵연료 건식 재처리 기술이나 건식 정련 기술이라고 부르기도 한다.



섭씨 500~650도의 고온에서 용융염(녹아내린 소금)을 이용해 쓰고 난 핵연료에서 유용한 핵물질을 분리해내는 방법이다. 핵연료를 금속물질로 변환시킨 후 이를 고온에서 녹여 우라늄과 플루토늄을 추출한다. 일반적인 습식 재처리방법과 달리 핵무기 연료인 플루토늄을 단독으로 분리할 수 없어 핵비확산성이 보장되지만 현재 개발 단계로 검증되지 않았다.



분리해낸 핵물질은 2028년 준공하는 4세대 원자로인 소듐냉각고속로(SFR)에서 연료로 이용된다. 물(경수·중수)이 아닌 소듐(Na)을 냉각제로 이용하는 이 원전은 우라늄-235 외에 우라늄-238, 플루토늄도 에너지원으로 사용한다.



우라늄은 핵분열이 가능한 우라늄-235와 핵분열이 되지 않는 우라늄-238이 있는데, 자연 상태에서는 우라늄-235가 0.7%밖에 들어 있지 않다. 파이로 프로세싱을 통한 핵연료 재활용과 고속로를 결합하면 ‘이론적으로’ 무한대로 핵연료를 재순환해 사용할 수 있다. 지금까지는 3년간 전기를 생산하고 난 우라늄은 핵폐기물로 간주해 버렸지만 앞으로는 몇 번이고 재사용이 가능하다.



우리나라는 1997년부터 2017년까지 파이로프로세싱과 소듐냉각고속로(SFR)연구에 6764억원을 투입했다. 현재 기술 개발이 완료된 상태로 한·미 원자력연료주기공동연구(JFCS)의 공식 승인이 남은 상황이다.