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잡담
2021.05.22 19:59

한국의 핵연료 주기

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책읽는달팽 https://gigglehd.com/gg/10129518
악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett
조회 수 726 댓글 17

핵개발 이야기가 어디서 도는거 같아서 말이죠...

 

대한민국은 3~5%의 연료가 필요합니다.

 

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아 이건 천연우라늄(월성 1~4호기)만 가능합니다. CANDU 전용 연료집합체기도 하고 말이죠.

 

여튼 3~5% 가면 망해요. 체르노빌은 2%, 현 RBMK(네 체르노빌 노형)은 2.4%의 농축률을 가집니다. 높아지면 잼나죠. 미국 원잠이나 항모는 90% 농축률로 움직이는데, 히로시마에서 터진게 80% 농축률이었습니다? 천연원자로인 오클로는 3~5% 대였다고 추측합니다. (235U의 현재 0.92%는 그 길고긴 반감기로 사라진 겁니다. 오클로는 선캄브리아 시대때 돌아간 우연이었어요)

 

여튼, 핵연료 주기라는건 우라늄을 정제 -> 펠릿 만들기(월성은 바로 펠릿 전환이 가능하죠) -> 서비스단계 -> 백엔드 단계(사용후 연료봉 단계)라고 합니다.

 

한국은 한미원자력협정때문에 재미난 구조를 갖고 있어요

 

1. 우라늄 정광(옐로 케이크라 하죠)을 돈주고 사온다 (이게 최초로 거래되는 우라늄입니다.)

 

2. 돈주고 사온 정광을 다른 국가에 맡겨서 3~5%로 농축해온다.

 

3. 3~5%로 농축해온걸 다시 수입해와서 대전에서 핵연료를 제조한다.

 

4. 장전

 

5. 어따 박을 쓰레기장이 없네 데헷 ㅎㅎ;;; 경주는 딜이 끝난상태라(야 중저분위 지어줄테니까 사용후 연료는 다른데다 처리하는거다?)

 

5-1. 경제성이 없어서 포기헸지만(미국-IAEA-캐나다-한국 개발), 2번 타는 보일러처럼 경수로 연료 뜯어서 다시 재소결시켜서 넣어볼까? (DUPIC) - 이것도 핵연료 재처리에 포함되죠 쿨럭... 이러면 닫힌 연료주기가 되지만, 경제성이 없어서 포기!

 

이걸 열린 연료주기라고 부릅니다. 옆나라 일본은 닫힌 연료주기를 돌리고 있죠.

 

1. 우라늄 정광을 사오거나 파낸다.

 

2. 농축공장에서 돌린다

 

3. 발전소에 장전

 

4. 로카쇼무라 등에서 재처리 한다.

 

5. 이 쓰글 600kg 넘는 플루토늄을 어쩐담... 플루토늄 좀 줄려볼라고 플루써멀(플루토늄 + 열화우라늄. 지금도 일반 원자로의 약 20%가 플루토늄으로 돌아가는 걸로 생각중에 있습니다. 프랑스는 돌리고 있습니다만, 여튼 그래서 핵 개발할땐 완전 다 탄 연료가 아닌걸 빼죠.) 계획을 했는데, 거기가 펑 하고 터졌네? !@#%@#%



  • ?
    포인트 팡팡! 2021.05.22 19:59
    책읽는달팽님 축하합니다.
    팡팡!에 당첨되어 50포인트를 보너스로 받으셨습니다.
  • ?
    title: AMD포인      збройовий завод 2021.05.22 20:07
    중수로 원전도 같을까요?
  • profile
    책읽는달팽      악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett 2021.05.22 20:25
    중수로 원전이 CANDU(월성 1~4호기)입니다. 천연우라늄 넣고 돌려도 무방하고, 연료 채널의 분리로 IAEA와 미국이 이주 잘 보고 있죠(플루토늄이 가득한 연료봉을 뺄수 있으니), 그리고 DUPIC 하면 남아있던 농축우라늄 때문에 출력이 올라가죠(...) 여튼 대한민국에서 중수로 건설 계획이 없을거니까 그냥 아 경제성 없겠네 하고 버린겁니다.
  • profile
    책읽는달팽      악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett 2021.05.22 20:27
    그냥 원광 > 소결 > 장전 단계로 갈수 있다는게 장점인데, 그놈의 트리튬이 문제죠
  • profile
    책읽는달팽      악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett 2021.05.22 20:29
    한때, 우라늄 채광이 붐빌때 캐나다엔 우라늄 시티가 있었고, CANDU 고등학교가 있었더랬죠. 물론, 다 캐고 난후엔 한적한 마을이 되었지만요...
  • profile
    동방의빛 2021.05.22 20:30
    재처리 성공한 나라가 있나요? 일본 몬쥬 같은건 망가져서 시한폭탄 아니었나요.
  • profile
    책읽는달팽      악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett 2021.05.22 20:34
    지금도 러시아에선 BN-800 나트륨 냉각로가 상업운전(네 원전)으로 잘 굴러가고 있답니다 ㅎㅎ;;; 승리의 로사톰
  • ?
    skymont 2021.05.22 22:15
    네, 승리의 로사톰이죠...
    러시아 BN-600 고속 증식로에도 화재, 냉각수 누출 등등 수십건 사고가 있음에도 계속 고속로를 강행 운전하니 대단하네요...
    특히 고속로는 물과 반응하면 화재나 폭발하는 위험을 가지고 있죠.

    그런데 재처리 공장 관련 사고도 포함해야 하지 않나요?
    나무위키에 언급된 러시아 재처리 관련 사고가 치명적인데 책임도 않지고 계속 운영하면 그걸 재처리 성공이라고 봐야 할지 회의스럽네요.

    - 1967년 가뭄으로 카라차이 호수가 바닥을 드러내면서 그곳에 있던 고준위 방사능 폐기물이 바람에 실려 근처로 퍼짐. 50만 명 이상의 사람들이 피폭됨.
    - 2003년, 액체 방사성 폐기물 처리 절차로 인해 발전소 운전 면허가 일시적으로 취소되어 폐기물이 공수로 처리되었다.
    - 2007 년 10 월, 방사성 액체를 운반하는 동안 밸브 고장으로 방사성 물질이 유출되었습니다.
    - 2008년에 수리 작업자가 다량의 알파 방출기 방출과 관련된 "공압식"사고로 부상당했습니다. 작업자의 손이 다쳤고 상처가 오염되었습니다. 작업자의 손가락은 그의 몸 전체에 알파 입자 방출 체의 확산과 후속 방사선 결과를 최소화하기 위해 절단되었습니다.

    마야크 재처리 공장
    https://namu.wiki/w/%EB%A7%88%EC%95%BC%ED%81%AC%20%EC%9E%AC%EC%B2%98%EB%A6%AC%20%EA%B3%B5%EC%9E%A5

    마야크 재처리 공장 영어 페이지
    https://en.wikipedia.org/wiki/Mayak

    카라차이 호
    https://namu.wiki/w/%EC%B9%B4%EB%9D%BC%EC%B0%A8%EC%9D%B4%20%ED%98%B8?from=%EC%B9%B4%EB%9D%BC%EC%B0%A8%EC%9D%B4%20%ED%98%B8%EC%88%98
  • profile
    책읽는달팽      악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett 2021.05.23 10:42
    마야크 하면 키시팀 사고를 빠트려셨군요... 일단 핵연료 주기라고 적었으니 재처리공장 사고는 포함안했습니다. '서유럽에서 제일 위험한 산업시설'(영국 셀라필드 원자력 단지)와 라 아그도 안적었는데요 뭐
  • ?
    skymont 2021.05.23 12:20
    네, 마야크 사고가 워낙 많아서 저도 모르게 빠뜨렸습니다...;;
    물론 영국의 세라 필드와 프랑스의 라아그 재처리 사고는 포함 하지 안했습니다.
    왜냐하면 영국의 경우 재처리해서 사용한 핵연료를 고속로 원자로 진행하지 않고, 프랑스도 재처리한 핵연로를 가동해서 온갖사고 및 많은 비용이 발생했으니깐요.

    핵연료 재처리의 위험성 및 고속로에 재처리 연료를 쓰기 위해서 엄청 위험하다는 것과 비용을 다시금 강조 시켜줘서 감사합니다.
  • profile
    책읽는달팽      악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett 2021.05.22 20:35
    사실 PUREX 방식을 사용하면(미국 특허인데, 그냥 핵연료 재처리의 De Facto 에요. 북한도 이걸로 추출했죠) 99.99% 순도의 플루토늄을 얻는데, 문제는 냉전이 끝나니까 플루토늄을 어따가 박아넣나...가 문제가 된거죠 뭐...
  • ?
    RuBisCO 2021.05.22 21:32
    DUPIC은 밑장빼기 의심받아서 정치적인 이유로 사장된줄 알았는데 그냥 수지타산이 안맞는거였군요
  • profile
    책읽는달팽      악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett 2021.05.22 21:34
    '물리적' 핵연료 재처리(그냥 경수로 연료를 다시 녹인후에 CANDU에 넣는...)이니 그냥 간단한 핫셀(일반 경수로 연료봉 뜯고 재소결 시킨후 CANDU 연료봉에 넣기)만 존재하면 되죠. - KAERI 공식 자료네요
  • ?
    RuBisCO 2021.05.22 22:04
    네. 외견상으론 그런데 악용의 여지가 아주 없는건 아니라 의심을 많이 샀다고 들었습니다.
  • profile
    이루파 2021.05.22 21:50
    우리나라도 핵연료 재처리가 가능해져야 여러모로 좋을 듯 하지만
    실제로 했다가는 미국 뿐만 아니라 주변국에 얻어 터질 각오를 해야 하니 힘들겠지요.
  • profile
    책읽는달팽      악은 사람을 사람취급 안하는데서 시작된단다 - Terry Pratchett 2021.05.22 21:55
    PUREX가 아닌 파이로프로세싱은 현재 연구중입니다. 이미 세계 최초로 실험 플랜트인 PRIDE(PyRoprocess Integrated inactive DEmonstration facility)를 아주 엊저녁에 지어놨어요. PUREX는 특성상 Pu 뽑아내기에 올인해서 99.99%가 나오죠...
  • profile
    큐비트      the last resort 2021.05.22 23:14
    그나마 처리할만한 CANDU도 설계수명이 여유가 많지 않은걸로 알고있고... 파이로 프로세싱도 미국이랑 연구하다가 삑났다고 하는 것 같고... 여러모로 난점들이...

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