Nuscale사는 미 원자력규제위원회(NRC, Nuclear Regulatory Commission) 측에 자사의 상업용 소형모듈형원자로(SMR, Small Modular Reactor) 설계승인을 신청했다. 이 사례가 NRC에 제출된 첫 SMR 설계승인심사 신청이다.

2017년 1월 12일 NRC에서 지난 12월 31일 제출된 신청에 대한 기념식이 있었다. 이 행사에서 NuScale측은 8년간 800명이 넘는 연구진의 노력을 통해 10여 년 전 Jose Reyes 박사가 고안한 설계를 상세하게 문서화했다고 밝혔다. 더불어 포괄적이고 수준 높은 신청서를 제출했다고 확신하며 NRC와 함께 검토 작업을 진행하기를 바란다고 밝혔다.

이 신청서는 약 12,000 페이지에 달하는 기술관련 정보로 구성되어 있으며 NRC가 검토를 시작하기 전에 추가정보가 필요한지 여부를 결정하기 위해서 2개월 가량 소요될 것으로 예상된다. 규제기관측은 40 개월 이내에 인증 프로세스 완료를 목표로 삼고 있다. 설계인증이 발급되면 원전을 건설하고 운영하기 위한 통합(건설+운영) 인허가신청에 있어 15년간 유효하다.

오레곤주 포틀랜드에 본사를 둔 Nuscale사는 일단 설계승인을 받게되면 자사의 원전이 세계적인 수요로 인해 제조, 건설 및 운영분야에 수천 개의 일자리가 창출되고 원자력 기술분야에서 미국의 글로벌 리더십을 다시 확립할 수 있을 것이라고 밝혔다. 더불어 보수적인 추정으로도 2035년까지 전세계 전력량의 55-75 GWe는 SMR에서 나오는데 이는 NuScale 발전모듈 1,000개 이상에서 생산되는 전력량이라고 밝혔다.

최초의 12개 모듈로 구성된 NuScale 원전이 아이다호 국립연구소(INL)에 건설될 예정이며 유타주 통합전력망(UAMPS, Utah Associated Municipal Power Systems)가 원전을 소유하고 Energy Northwest가 원전을 운영하게 될 예정이다. UAMPS측은 설계인증 신청서 제출이야말로 UAMPS 프로젝트 인허가와 UAMPS 무탄소전력프로젝트를 위한 2026년 상업운전 예정일 달성에 핵심적인 요소라고 밝혔다.

NuScale사는 SMR 기술개발을 위한 미 에너지부(DOE)의 비용분담 프로그램 2차 라운드의 단독 수상자로서 현재 DOE의 재정지원을 받는 유일한 SMR 개발사이다. DOE는 INL에서 부지특성연구를 수행하고 INL에 지을 첫 원전의 통합인허가신청 문서를 준비하기 위한 3년간 협약의 일환으로 NuScale 및 UAMPS에 미화 1,670 만 달러의 보조금을 지급키로 결정한 바 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 소형모듈형원전, 아아디호국립연구소, 보조금 2. small modular reactor(SMR), INL, subsidy

미국원자력협회(NEI, Nuclear Energy Institute)와 참여사로 구성된 통합프로젝트인 GNI(Global Nexus Initiative)는 최근 한 보고서를 통해 현재 개발단계에 있는 신형원자로를 상용화단계로 전환하기 위해서는 관련 기관이나 기존 문화에 있어 변화가 필요하다고 정책결정자에게 제언하면서 10개 항목의 정책 권고사항을 제시했다. GNI는 신형원자로는 현재 국제적으로 운전되고 있는 대형경수로보다 더 쉽게 사업화되고 운영상의 유연한 대안이 될 수 있다고 주장한다.

2016년 11월 3일 관련 보고서를 공개했는데 2016년 2월 워싱턴 DC에서 개최된 워크샵에서  워킹그룹이 진행했던 논의에 바탕으로 하고 있으며 ‘신형 원자로 상용화를 위한 정책과 현안 중심의 프레임웍’이라는 제목을 갖고 있다. 보고서는 차세대 원자로가 기술개발과 향후 상용화라고 하는 아주 중요한 교차로에 서 있다면서 상용화를 촉진하기 위해서는 기후변화라는 관점과 21세기 중반과 그 이후의 세계 에너지 수요를 충족할 수 있어야 한다고 밝히고 있다. 또한 신형 원자로가 개념단계에서 상용화단계로 전환되려면 적어도 10~15년이라는 상당한 기간이 필요하며 여기에는 해당 원자로의 안전성, 물리적 방호성 및 핵확산 저항성이 입증됨을 보여주는 원전기술 규제시스템이 수반되어야 한다고 덧붙였다.

보고서는 신형원자로 상용화 촉진을 위한 10가지 현안에 대한 정책권고를 제시하고 있는데 여기에는 기술개발 촉진방안, 규제개혁, 사업금융의 조달, 안전성 및 원자로 시설의 보안성 등이 포함되어 있다. 정부와 민간기업간의 파트너쉽을 통한 비용분담을 통해 투자위험을 분산하면 사업금융 조달을 더 쉽게 할 수 있다고 권고하고 있다. 인허가 방안은 단계별로 진행하고 인허가 구조는 예측 가능하도록 할 수 있어야 한다고 권고하면서 현행 미원자력규제위원회(NRC)의 규제체계는 대형경수로를 초점으로 하고 있어 향후 소형모듈형원자로(SMR)나 신형비경수로 인허가에는 적합하지 않음을 지적했다.

GNI는 신형원자로 개념을 성공적으로 상용화하기 위해 10가지 분야에 대해 정책적 고려사항을 권고로 제시함으로써 산업계, 연구계, 정부 등의 규제기관 등이 반드시 주목해야 할 점을 다시 한번 일깨우고 있다. 이를 성실히 이행할 경우 기존의 관행이나 체제로부터 벗어나 새로운 원자로 개념이 상용화에 도달하는 길을 획기적으로 단축할 수 있을 것으로 판단된다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 신형원자로, 상용화, 권고사항 2. advanced reactor, deployment, recommendation

2013년도와 2015년도를 비교시 세계 우라늄 자원 공급은 본질적으로는 변화가 없었고 가격이 낮은 공급분이 유입됨에 따라 일부 증가가 있었다고 국제원자력기구(IAEA) 및 경제협력개발기구(OECD) NEA(Nuclear Energy Agency)가 11월 30일 발간된 2106년도 우라늄 보고서를 통해 밝혔다. 통칭 레드북(Red Book)으로 불리는 "Uranium 2016: Resources, Production and Demand" 보고서는 2년마다 갱신되는 보고서로 우라늄을 생산하거나 소비하는 49개국 관련정보를 담고 있으며 이번 보고서는 2013년에서 2015년까지의 자료를 싣고 있다.

2015년 1월 1일 현재 파악된 우라늄 자원은 2013년 1월 1일 대비 0.1%가 증가했는데 파운드 당 미화 30 달러 이하의 최저비용 분야를 제외하고는 모든 분야에서는 감소를 보였다. 이는 중국과 카자흐스탄으로부터 추정된 208,400 MTU(metric tons uranium)가 추가된 것 때문으로 보이며 2015년도에 파악된 우라늄 자원은 2014년도의 우라늄 소비량을 기준으로 할 때 전세계 원전에 135년 간 공급하기에 충분한 양으로 판단된다고 밝혔다.

2015년도의 우라늄 탐사 및 개발 비용은 미화 29억 불로 2013년 대비 10%가 증가했는데 이는 대부분 캐나다 Cigar Lake 광산 및 나미비아의 Husab 광산 개발에 기인하는 것으로 다른 광산에서는 대부분 감소한 것으로 분석되었다. Cigar Lake 광산은 Cameco, Areva, Idemitsu 및 Tepco Resources사 합작법인이 소유하고 있으며 Cameco가 운영하고 있다. Husab 광산은 대부분의 지분을 중국의 CGNPC Uranium Resources사가 보유하고 있다.

Argentina, Australia, Canada, Finland, Kazakhstan, Russia, South Africa, Spain 및 미국과 같은 대부분의 국가에서는 우라늄광 탐사 및 개발비용은 크게 감소한 것으로 파악되었다고 보고서는 밝히고 있다. 한편, 중국의 경우 이 비용이 크게 증가했는데 2015년 기준으로 중국 내에서 미화 1억 9,900만불, 해외에서 주로 Husab 광산 개발 등과 관련하여 7억 7,800만불을 쓴 것으로 추정된다. 해외에서 우라늄광 개발을 진행 중인 나라는 중국, 프랑스, 일본 및 러시아 등 4개국으로 개발 비용은 2014년 기준으로 미화 약 8억 1,200만 불에 이른다. 2013년도 대비 2015년도 세계 우라늄생산량은 4.1% 감소했으나 이는 2011년 수준보다는 높은 수준이다. 이는 주로 오스트레일리아의 우라늄 생산감소와 브라질, 체코, 말라위, 나미비아 및 니제르에서 채굴량 감소에 따른 것으로 평가되었다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 우라늄, 레드북 2. Uranium, Red book

인도의 대통령인 애브둘 칼람(Abdul Kalam) 박사는 18일 기존의 원전 설비 용량 2,720MW로부터 큰 폭의 전력수요 증가가 예상되는 2030년까지는 50,000MW까지 확대시키기 위한 기획에 즉시 착수할 것을 정부에 요청하고, 인도 국내의 7천만 가구에 태양전력을 공급하기 위한 ‘시골 주택 태양광 임무’(Rural Household Solar Mission) 프로젝트도 만들 것을 제안했다.

18일부터 시작된 이틀 일정의 재생가능 에너지에 관한 남아시아 컨퍼런스(South Asia Conference on Renewable Energy)의 기조연설에서 칼람 박사는 인도의 현재 원전설비 용량이 총 14기 원자로에 2,720MW이지만, 현재 건설이 진행 중인 9기의 원자로가 완공되면 설비 용량이 2010년까지 7,420MW로 증강될 것이라고 말했다.

이어서 칼람 대통령은 “현재의 계획대로라면 BARC(Bhabha Atomic Research Centre)는 설비용량이 2020년까지 24,000MW가 될 것으로 전망하고 있고, 따라서 2030년까지 50,000MW로 이 용량을 증강시키기 위해서는 지금부터 계획을 세울 필요가 있다”고 말했다.

그는 원자력 발전이 우라늄 연료를 활용하는 방향으로 개발이 추진되고 있지만, 인도가 원자력 발전 수요를 충족시키기 위해서는 인도 국내에 풍부하게 매장되어 있는 토륨을 이용한 원전의 개발을 추구하는 것이 필수적이라고 밝혔다. 인도에는 토륨이 풍부하게 매장되어 있어 토륨을 활용한 원자로에 대한 개발이 인도에서 가속화되고 있다고 그는 지적했다.

한편 러시아 정부는 인도의 타라퍼(Tarapur) 원자로에 핵연료를 공급할 계획이라고 지난달에 밝힌 바 있다. 인도의 만모한 싱 총리는 지난 12월 모스크바를 방문했을 때 타라퍼 원전의 우라늄 수급문제를 해결하는 것이 인도-미국의 원자력 협상과 연계되어 있지 않다고 밝힌 바 있다. 분석가들은 인도가 러시아로부터 타라퍼 원전의 연료를 6월 또는 7월까지 공급받지 못할 경우 인도는 이 원전을 폐쇄해야 되는 상황인 것으로 보고 있다.

러시아는 미국의 관리에게 러시아 정부가 타라퍼 원전 용도로 60톤의 핵연료를 공급할 계획이라고 밝혔다. 러시아의 관점에서는 핵물질을 수출하는 국가들의 연합인 NSG(Nuclear Suppliers Group)의 지침 하에서 이 핵연료의 판매는 승인을 받을 수 있을 것으로 내다보고 있다.


* kosen21 참조

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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미 원자력규제기관인 NRC(Nuclear Regulatory Commission)는 NuScale Power사의 소형모듈형원자로(SMR, small modular reactor)가 안전관련 전력계통 없이 안전하게 운전될 수 있다는 설계개념을 인정했다. 이 원자로는 주냉각재계통 내 물을 순환시키기 위해 펌프를 쓰지 않으며 대류와 같은 피동형 안전특성을 적용하고 있다.

NuScale사는 2018년 1월 9일 NRC가 안전등급 전원(Class 1E power)의 필요성을 배제한 자사의 독창적 안전설계 방식에 대한 검토를 수행 완료하고 안전성평가보고서를 통해 이 같은 결론을 내렸다고 밝혔다.

Class 1E란 원자력발전소의 안전관련 전력시스템을 설계하는데 기준이 되는 규제기준을 말한다. 이러한 기준이 적용되는 전기 기기 및 시스템으로는 원자로 비상정지, 격납건물 격리, 원자로 냉각, 격납건물 및 원자로 열제거 또는 환경으로의 방사능 유출을 막는데 중요한 기기 및 시스템이 모두 포함된다. 현재 미국 내 모든 원전은 안전성을 확보하기 위해 Class 1E 전원 공급설비를 갖추도록 되어 있다.

NuScale사의 자체격납 SMR 설계는 원자로 노심, 가압기 및 증기발생기를 단일 격납용기에 모두 수용하도록 되어 있다. 단일 모듈 1개로 총 50 MWe의 전력을 생산할 수 있으며 길이는 25 미터 이내, 직경 4.6 미터, 중량은 약 450톤 정도 된다. 12개의 NuScale 모듈을 설치해서 원자력발전소를 지우면 총 발전용량은 600 MWe가 된다. 각 NuScale 모듈은 단순하고 다중화, 다원화 및 독립적인 안전설비를 갖추고 있다.

2016년 12월, NuScale사는 SMR 원자로에 대해 최초로 NRC에 설계인증신청(DCA, Design Certification Application)를 제출했고 이듬해 3월 15일 접수된 바 있다. 신청서는 거의 12,000 쪽에 달하는 기술정보로 이루어졌었다. 작년 7월 NRC는 이 원자로의 안전관련 계측제어계통에 적용하기 위해 개발된 고도통합형보호시스템플랫폼이 적합하다는 결론을 내린 바 있다. 아날로그와 디지털이 혼합된 이 시스템은 안전기능, 통신, 기기간 인터페이스 및 직결모듈로 구성되어 있다.

NRC의 설계인증 심사는 2020년 9월경 완료될 예정이다. 설계인증이 발급되면 원전 건설운영 통합인허가를 15년 내에 신청하면 된다. 최초의 NuScale사 SMR은 미 Utah주 통합전력망에 전력을 공급하기 위해 Idaho 국립연구소 부지에 건설될 예정이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 소형모듈형원자로,안전관련 전력계통,피동형 안전특성 2. SMR(small modular reactor),safety-related electrical system,passive safety feature

최근 러시아 푸틴 대통령은 인도와의 60년간 외교관계로 인한 인도 국가와의 성과에 대하여 인도 지도자들에게 감사를 표시하였다. 그 내용을 정리하였다.

1. 러시아는 인도와의 우호관계를 중요시 하였으며 이런 관계는 시간이 지남에 따라 검증된 결과로 나타났으며 안정적이고 성공적이었다.

2. 러시아와 인도는 냉전시기부터 우호적인 관계를 유지하였다.두 국가는 1992년 소련의 해제 및 80년대 인도 경제 개혁 시작부터 활발한 경제 발전을 나타내고 있다.

3. 두 국가는 석유와 개스,핵에너지,무기,우주항공등 분야에서 협력관계를 유지하였다. 그러나 두 국가는 극적인 경제 성장에도 불구하고 경제와 복지 분야의 문제에 직면하고 있다.

4. 에너지 부족 국가인 인도는 러시아 태평양 해안 근처의 사할린I (Sakhalin) 탄화수소 프로젝트의 동역자이다. 또한 모스크바(Moscow)는 인도가 Sakhalin III  프로젝트와 시베리아(Siberia)에서의 석유 및 개스 발전에 참여할 것을 요청하였다.

5. 러시아는 아시아 국가에 두개의 원자력 발전소를 세우고 있으며 이런 발전소를 4개 더 세울 것을 제안하였다. 그러나 핵 비확산조약(Nuclear Non-Proliferation Treaty, NPT)에 서명 하지 않은 인도는 이것을 진행하는데 동의하길 기대한다.

6. 두 국가간의 군사적 협력은 50년전 부터 시작되었으며 인도는 러시아 수출 무기 시장의 40%를 차지한다. 인도 군사력의 80%는 러시아 무기로 갖추어져 있다.

7. 두 국가는 많은 군사협정을 체결하였다. 최근 러시아의 기술을 전달하여 인도에 RD-33제트기 엔진을 조립하는 기술과 군사 수송용 비행기를 같이 개발하는 협정을 체결하였다. 이는 미국,스웨덴,프랑스와의 경쟁 국가 사이에서 126 MiG-35 제트기에 대한 계약을 보호하기 위한 행동으로 본다.

8. 러시아는 근년 세계에서 규모있고 민주적인 인도와의 총 무역액이 년간 20억$ 줄어들었다. 최근 모스크바와 뉴델리(인도수도,New Delhi)에서 2010년까지 무역액을 100억$로 증가시킬 것을 제안하였다.

9. 러시아와 인도의 협력관계는 정치에서도 나타난다. 러시아는 인도가 모스크바 국제연합안전보장이사회(UN Security Council)의 상임 이사국이 되길 지원하였다. 또한 국제 핵심 문제에 대해서 인도는 러시아와 의견을 같이 하고 있다.

10. 러시아와 인도는 새롭게 생겨나는 국제 관계 시스템 속에서 양국간의 관계를 강화시킬 견고한 기초와 효율적인 메카니즘을 형성하는데 성공하였다.

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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원자력 기반 원천기술을 보유한 국가들이 주류를 이뤄 제작해온 「국제표준 평가핵자료집(Evaluated Nuclear Data File; ENDF)」에 우리나라가 만든 평가핵반응자료가 최초로 등재되었다. 이로써 우리나라는 원자력 기반기술 보유국 대열에 본격 합류하게 되었으며, 국제 공동 원자력 연구 및 산업에서 영향력이 커질 것으로 기대된다.

한국원자력연구소(소장: 朴昌奎)는 미국 브룩헤이븐국립연구소(BNL) 산하 국가핵자료센터(NNDC)가 최근 발표한 ENDF/B-VII에 한국원자력연구소가 생산한 평가핵반응자료 166개 핵종(중성자파일 35핵종, 광핵반응파일 131핵종)이 등재되었다고 밝혔다. ENDF는 원자력 관련 연구와 응용의 기초자료로 쓰이는 국제 표준 핵반응자료집이다.

핵반응자료는 원자핵이 중성자 양성자 광자 등 입자들과 반응할 확률, 반응시 방출되는 입자의 방향과 에너지 분포 등에 관한 기초물리량이다. 핵반응자료는 원자력발전소의 설계와 운용, 안전해석 등에 필수적일 뿐 아니라 핵확산저지, 제4세대 원자로, 핵주기, 핵융합, 의학, 우주산업, 가속기 등 원자력과 관련한 모든 분야에서 사용되는 가장 기본적인 원천 자료이다. 핵반응자료집은 반응을 일으키는 입자에 따라 중성자파일, 양성자파일, 광핵반응파일로 나뉘어져 있다. 

핵반응자료는 높은 기술력과 많은 비용이 요구돼 그동안 원자력 강대국들이 독점적으로 생산해왔지만 이번 ENDF 등재로 우리나라도 원자력 기반기술 보유국으로 인정받게 됐다. 이는 한국원자력연구소 핵자료평가랩(랩장: 이영욱 박사)이 지난 1998년부터 9년 여에 걸친 연구개발 끝에 맺은 결실이다.  

한국원자력연구소 핵자료평가랩은 새로운 ‘광학포텐셜모형’과 ‘비탄성산란모형’을 도입, 생산한 중성자 평가핵자료 35개종을 국제표준 중성자 파일(총 385개 핵종)에 등재하게 되었다. 또한 실측자료의 재해석과 최신 핵반응 이론을 결합하여 생산한 131개 핵종의 광핵반응 평가핵자료를 국제표준 광핵반응파일(총 163개 핵종)에 등재하였다.

이영욱 한국원자력연구소 핵자료평가랩장(책임연구원)은 “핵융합로와 고속로, 고온가스로 및 업용 대용량가속기, 의학 생명과학 및 우주산업에서의 방사선 응용 등 첨단 원자력 연구개발에는 정밀한 핵반응자료가 필수적”이라며 “현재보다 한 차원 높은 에너지와 핵종 범위 및 정밀도를 가지는 핵자료의 수요가 점차 증가할 것으로 예상되는 만큼 앞으로도 꾸준하게 연구개발 노력을 기울일 것”이라고 밝혔다

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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한국과 러시아가 원자력의 평화적 이용을 보장하고 에너지의 안정적 공급과 삶의 질 향상을 위해 원자로에서 핵융합에 이르기까지 원자력력 분야에서의 협력을 폭넓게 강화한다.

과학기술부는 오는 17~18일 양일간 러시아 모스크바에서 「제12차 한·러 원자력공동조정위원회」를 개최하고 러시아와 원자력정책의제 및 원자로·핵연료·원자력안전·방사성동위원소·핵융합분야의 기술협력 방안을 논의한다.

주요 협력 분야로는 ◆러시아가 앞선 신형 액체금속로와 중소형원자로 등 원자로분야 ◆첨단연료개발 등 핵연료주기 분야 ◆방사선 안전 및 환경감시 등 원자력 안전 분야 ◆의료용 및 산업용 동위원소 생산 등 방사성동위원소 분야 ◆핵융합연구장치용 초전도자석 기술 연구 등 핵융합 분야 총 15개.

이번 회의에서는 한국원자력연구원과 러시아 쿠르차토프연구소가 공동으로 개발한 디지털계측제어기기를 러시아 원전에 적용하는 협력을 통해 우리기술의 러시아 진출을 모색하고 신규로 한국원자력연구원과 알레산드로프 기술연구소(NITI)간에 기술협력약정 체결을 제안하여 원자력 중대사고 해석 연구를 강화해 나갈 계획이다.

금번 회의는 한국의 김영식 원자력국장과 러시아 원자력청 피텔 빅토르(Pitel Victor) 핵물질국장을 수석대표로 양국 원자력분야 전문가 30여명이 참석한 가운데 지난 제11차 회의 합의사항에 대한 이행실적을 점검하고 관련 기술협력을 위한 추진방향이 논의될 예정이다.

한편 이번 회의에서 한국측 김영식 국장은 우리나라가 2004년『원자력의 평화적 이용 4원칙』 등에서  천명한 ▲원자력의 이용 평화적 확대 ▲원자력 에너지  안정적 공급 ▲환경보호 및 삶의 질 향상을 위한 원자력을 이용을 실천해 나가고 있음을 강조하고

▶『제3차 원자력진흥종합계획(‘07~’11)』 수립 ▶고리1호기 계속운전 허가 ▶중저준위 방사성폐기물 처분장 안전심사 진행 현황 ▶세계원자력에너지파트너십(GNEP: Global Nuclear Energy Partnership) 참여 등 지난 1년간의 주요 원자력활동을 소개한다.

또한 러시아측은 러시아의 국제우라늄농축센터(IUEC: International Uranium Enrichment Center) 추진동향 및 러시아 연방원자력청(ROSATOM)의 국영기업화 추진상황 등을 소개하여 변화된 러시아 국내환경에 대응하는 원자력 협력방안을 함께 모색해 나갈 예정이다.

한-러 원자력공동조정위원회는 '한국 과학기술부와 러시아 원자력부간 원자력의정서'('90.12.14 서명·발효), '한·러 원자력협력협정'('99.10.8 발효)을 근거로 '91년부터 교대로 회의를 개최해 오고 있다.

 

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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미 상원은 해군의 사용후핵연료를 개량원전 핵연료로 리사이클하기 위한 미화 1,500만 불 규모의 파이롯트 프로그램을 승인했다. 이 프로그램은 2019 회계년도 에너지 및 수질 세출예산 법안 수정안에 포함되어 있으며 상원에서 87 대 9로 채택되었다.

현행 원자력발전소는 핵분열성 U-235가 5% 미만으로 함유된 저농축 우라늄(LEU, Low-enriched uranium) 핵연료를 사용하고 있으나 현재 개발 중인 대부분의 개량원전은 고순도 저농축 우라늄(HALEU, high-assay low-enriched uranium)라고 알려진 5~20%로 농축된 우라늄 핵연료를 채택하고 있다. 핵잠수함은 고농축 우라늄(HEU, highly enriched uranium)을 핵연료로 사용한다.

사용후 핵연료에는 여전히 많은 양의 핵분열성 물질이 포함되어 있으며 이 프로젝트는 미 해군에서 나오는 사용후 HEU 핵연료를 이용해서 활용가능한 HALEU를 생산해 낼 수 있는지를 입증하는 프로그램이다. 이 프로그램을 통해서 미 해군의 핵추진 프로그램에서 나오는 처분대상 핵폐기물량을 감소시킬 수 있다.

Amendment 2943로 불리는 이 세출예산 법안 수정안은 Idaho주의 Mike Crapo 및 James Risch 상원의원, Rhode Island 주의 Sheldon Whitehouse 상원의원이 제안했다. INL(Idaho National Laboratory) 내 특정 부지는 개량원전인 NuScale사의 소형모듈형원전 건설을 위해 배정되어 있으며 Terrestrial Energy사의 IMSR(Integral Molten Salt Reactor) 건설을 위한 잠재부지도 있다.

현재 운영 중인 해군의 원자로는 총 100,000 톤에 달하는 사용후핵연료를 양산할 것으로 추정되며 이를 처분하기 위해서는 미화 1,000억 불이 필요할 것이라고 Crapo 상원의원이 6월 20일 상원에서 밝힌 바 있다. 개량형 원전은 잠재적으로 이를 재사용할 수 있어 핵폐기물 총처분비용을 크게 줄일 수 있다고 주장했다.

한편, 미 원자력협회(NEI, Nuclear Energy Institute)는 상업적 규모로 HALEU를 생산해 낼 수 있는 시설이 현재 미국 내에 없기 때문에 개량원전 운영을 지원하기 위해 국가적인 핵연료주기 관련 인프라 구축을 시작해야 한다고 올 해 2월 밝힌 바 있다. 또한 미 원자력산업계와 정부가 협력해서 향후 10년 내에 HALEU 물질을 생산하고 차세대 개량원전 및 현행 경수형 원전용 HALEU 핵연료를 양산할 수 있는 능력을 갖춰야 한다고 주장했다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 해군용 사용후핵연료,저농축 우라늄,국가적인 핵연료 주기 인프라 2. used naval nuclear fuel,LEU(low-enriched uranium),national fuel cycle infrastructure

미 Wisconsin에 본사를 둔 Phoenix LLC와 Shine Medical Technologies사는 Shine 측이 의료용 방사성동위원소 생산에 사용하고자 하는 고속 중성자 발생기(high-flux neutron generator) 대한 132시간 시험을 완료했다.

이번 시험으로 Phoenix사의 핵심기술이 Shine 측의 의료용 동위원소 생산에 안정적으로 구동될 수 있다는 능력을 입증했으며 두 회사 모두 주요 기술위험으로부터 벗어났다.

Shine Medical Technologies사는 핵의학에서 가장 널리 사용되는 동위원소인 몰리브덴-99m(Mo-99)의 전구체인 테크니슘-99m(Tc-99m)를 생산하기 위해 수용액에 용해된 저농축 우라늄 목적핵을 핵분열시키기 위해 가속기 기반의 저에너지 중성자원을 이용한다. 현재 66시간의 짧은 반감기로 인해 비축할 수 없는 세계 대부분의 Mo-99는 고농축우라늄(HEU, highly enriched uranium) 표적핵을  이용해 제한된 수의 연구용 원자로에서 생산되고 있다. 물론 이 방사성동위원소는 사이클로트론과 가속기를 이용해서도 소량으로 생산할 수 있다. 호주, 폴란드, 남아프리카공화국의 원자로는 저농축 우라늄 표적을 사용하여 이 동위원소를 생산하고 있다.

Shine 측이 구상하는 주간 생산주기는 입자가속기 시스템을 가동시간 95% 이상으로 132시간, 즉 5.5일 동안 작동토록 하는 것이다. 최근 완료된 시험에서 Phoenix사가 공급한 2세대 중성자 발생기는 평균 중성자 수율이 필요량보다 10% 높았고 가동시간도 99%보다 높았다.

Phoenix사 측은 이러한 결과는 자사의 핵심기술이 Shine사가 목표로 하는 의료용 동위원소 생산을 안정적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 두 회사 모두에게 중요한 기술위험 완화조치 역할을 할 수 있음을 증명한 것이라고 평가했다.

Phoenix사의 중성자 발생기 8대가 2021년 가동을 시작하기 위해 앞으로 2년간 Janesville에 있는Shine사 공장에 설치될 예정이다. 이 시설은 Mo-99에 대한 전세계 수요의 3분의 1까지 생산할 수 있으며 주로 미국시장에 공급할 예정이다.

Shine사는 올해 초 미 에너지부 산하 NNSA(National Nuclear Security Administration)가 HEU를 사용하지 않고 Mo-99 공급을 위한 새로운 협력협정 체결을 위한 협상대상으로 선정한 4개 기업 중 하나이다. 다른 회사들은 Niowave Inc., NorthStar Medical Radioisotopes LLC 및 Northwest Medical Isotopes이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
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