현재 우리나라의 원자력산업은 가압경수로 PWR를 기반으로 하고 있으며 그 결과 발생하는 사용 후 핵연료의 안전한 관리문제가 원자력산업계의 가장 커다란 현안이다.
따라서 이러한 경수로 사용 후 핵연료를 그 연료로 하여 전기를 생산하는 연소로 즉 경수로의 보조 노형으로서 소듐냉각고속로의 역할이 매우 중요하다.
미래형 원자력 시스템인 제4세대 원자로(GENIV)중에서 기술 개발이 가장 앞선 소듐냉각고속로를 파이로와 연개 할 경우 우라늄자원의 이용률을 기존경수로와 대비 100배 이상 증대시킬 수 있으며 비록 그 과정에서 소량의 고준위 폐기물발생은 피할 수 없으나 사용 후 핵연료를 획기적으로 감축하는 일거양득의 효과가 있다.
한원(연)은 2001년 150MWe급 소듐냉각고속로인 KALIMER-150, 2006년 600MWe급 중형 소듐냉각고속로인 KALIMER-600의 개념 설계를 완료했으며 현재는 2020년 원형로 100MWe급의 설계 승인획득, 2028년 원형로의 건설을 목표로 관련기술을 개발하고 있다.
이를 위하여 실제 핵연료 대신 전기를 이용해서 방사성 물질의 유출 위험 없이 소듐냉각고속로 내부에서 일어날 수 있는 각종현상을 정밀하게 모의 할 수 있는 소듐연유체 종합효과 시험시설(STELLA) 또한 구축 중이다.
2015년 완료예정 경수로에서 발생하는 사용 후 핵연료를 소듐냉각고속로의 연료로 사용하기 위해서는 이를 재가공하는 과정이 필요한데 동 목적으로 한원(연)은 용융염 매질 내에서 전기화학적 방법을 이용해서 사용 후 핵연료로부터 핵물질을 분리하는 파이로는 고순도의 플루토늄 회수가 원천적으로 불가능하여 핵확산저항성이 높고 폐기물발생량이 적어 환경 친화성의 좋으며 습식처리에 비하여 공정이 단순하여 상대적으로 경제성이 높은 기술로 알려져 있다.
한원(연)은 1997년부터 파이로 기술을 개발하기 시작하여 연속식 고속능 전해정련기술 파이로 공정발생폐기물의 재생에 의한 재활용을 통한 2차 폐기물 발생량 최소화 등 파이로 공정의 상용화를 위하여 반드시 필요한 핵심기술들을 독자적으로 개발하는데 성공하였다.
2012년 원격시험시설인 공학 규모 파이로 일관공정 실증시설(PRIDE)을 구축하였다. 사용 후 핵연료의 직접처리로 인한 핵확산 위험성을 동반하는 만큼 파이로 기술개발로 야기되는 국제사회의 우려를 불식하기 위하여 핵확산 저항성강화기술, 안전조치기술 또한 개발 중이다.
소듐냉각고속로와 파이로를 연개한 순환영 원자력시스템을 도입함으로서 사용 후 핵연료를 획기적으로 감축할 수 있다는 효과가 있다. 그러나 그 과정에서 소량의 고순위폐기물 발생은 피할 수 없으며 경주 중-저준위처분장에 처분할 수 없는 장반감기폐기물 CANDU 사용 후 핵연료 등이 여전히 존재한다.
따라서 이러한 폐기물을 종합관리 할 수 있는 처분시스템의 개발이 필요하다. 한원(연)은 지난 1997년부터 고준위폐기물 처분관련 기술개발 기초연구를 시작하여 2006년에는 사용 후 핵연료를 직접 처분하는 한국형기준 처분시스템(KRS)을 개발하였으며 이를 바탕으로 파이로 공정으로부터 예상되는 고준위폐기물과 경주 저준위처분장에 처분할 수 없는 장반감기폐기물 CANDU 사용 후 핵연료 등을 복합 처분할 수 있는 새로운 처분시스템(A-KRS) 개념을 도출하였다.
현재는 고준위폐기물 심지층 처분시스템의 설계 성능평가 안전성평가 및 실험실 규모의 실증기술을 확보하는 단계에 있다.
모든 원자력시설은 설계수명이 다하거나 그 효용 가치를 상실하게 되면 주변 환경으로부터 안전하게 격리하는 제염해체 과정을 거치게 되는데 그 핵심기술은 크게 해체준비기술, 제염기술, 원격해체기술 등으로 다양한 기술을 개발하여 우리나라도 이제 원자력발전에 대한 선진국 기술을 앞서 가고 있으며 세계적 원전강국으로 부상할 수 있다.
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