일본 히타치 제작소가 사용 후 핵연료에서 초우라늄(Transuranium)을 연료로 사용하는 비등수형 경수로(BWR) 개발에 나섰다. 원자력 발전 국가들이 직면한 고준위 핵폐기물 처리 문제를 해결할 대안이 될지 주목된다.
닛케이신문은 31일 히타치 제작소가 미국 매사추세츠공대(MIT), 미시간 대학, UC 버클리와 초우라늄 BWR 개발을 위한 공동 연구를 시작했다고 전했다.
초우라늄은 우라늄보다 원자 번호가 큰 원소로 넵튜늄, 플루토늄, 아메리슘, 큐리움 등으로 유해성이 높고 반감기가 긴 것이 특징이다. 천연의 우라늄 광석 수준으로 유해성을 낮추는데 약 10만년이 걸리는 만큼 처리장 건설을 위한 주민 동의 등을 얻기 어려워 원전 가동 국가는 처리에 골머리를 앓고 있다.
히타치 제작소와 3개 대학은 오는 2016년 3월까지 새로 개발 중인 BWR의 성능과 안전성을 평가한다. 이르면 2030년대 상용화 될 전망이다.
개발 중인 BWR가 상용화되면 최근 처리장 건설 등 문제를 겪고 있는 고준위 핵폐기물의 처리 문제에 도움이 될 것으로 기대된다. 사용 후 핵연료에서 나온 초우라늄을 연료로 사용해 그 양이 1년에 약 9%씩 감소할 전망이다. 기존 경수로 두 대에 신형 경수로 한 대 꼴로 운영하면 초우라늄 양을 늘리지 않을 수 있다.
일본은 장기 운행 정지 중인 고속증식로 ‘몬주’를 개조해 초우라늄의 유해성을 줄일 구상을 하고 있지만 액체 나트륨으로 노심을 냉각하는 기술이 확립되지 않아 실제 운전 재개는 불투명하다. 신형 BWR는 기존 원전의 발전 형태로 물을 냉각재로 사용해 실현 가능성이 높을 것으로 기대된다.
BWR는 원자로 내에서 냉각재인 경수를 비등(Boiling)시켜 발생시킨 증기로 터빈을 돌려 발전하는 원자로로 열효율이 좋은 것으로 알려져 있으며 주로 일본, 미국, 스웨덴 등에서 사용되고 있다.
김창욱기자 monocle@etnews.com