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Needed: Nuclear Waste-Free Thorium Reactor

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핵폐기물 없는 토륨원자로 개발해야

 

클라우디오 텐레이로 성균관대 에너지과학과 교수

 

핵폐기물 발생을 억제하자는 주장은 환경론자들만의 이야기가 아니다. 과학적 근거를 바탕으로 과학자들이 주장하기도 한다. 기후 변화, 에너지 위기, 화석연료 고갈 등으로 세계적으로 원자력에너지의 중요성이 다시 부각되고 있는 시점에 해결해야 할 가장 큰 문제가 방사성 폐기물 처리인 것이다.


지난 1 25일 중국과학원은 방사성 폐기물을 최소화할 수 있는 토륨 원자로 개발 계획을 발표했다. 토륨 매장량이 풍부한 인도는 약 10년 전부터 토륨을 이용한 원자로를 개발해왔고 최근에는 더욱 다각적인 연구를 하고 있다
.

토륨 원자로는 핵연료로 우라늄 대신 토륨을 사용하는 원자로다. 토륨 원자로는 우라늄을 사용하는 기존 원자로보다 여러 장점이 있다고 알려져 있다
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첫째, 토륨은 우라늄보다 매장량이 훨씬 풍부하다
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둘째, 우라늄 원자로는 핵연료에 들어 있는 우라늄-238이 플루토늄으로 변환되어 핵폭탄 재료가 되지만, 토륨 원자로는 플루토늄을 만들어내지 않는다
.


셋째, 토륨 원자로를 가속기 구동 방식(ADS)으로 운영하면 미임계로(스스로는 핵분열이 지속되지 않는 원자로) 상태에서 운전하기 때문에 가속기가 꺼지면 원자로도 꺼지게 되어 안전이 보장된다
.


넷째, 가속기 구동 방식을 사용하면 방사성 폐기물이 나오지 않는다. 기존 원자로에서 발생한 방사성 폐기물까지도 가속기 구동 방식으로 태워버릴 수 있다. 그 밖에도 기존 우라늄 원자로에 비해 구조가 간단해 여러 장점이 있다
.

이 토륨 원자로는 노벨 물리학상 수상자인 카를로 루비아(Carlo Rubbia) 박사가 제안하였는데, 이를 실증하여 상업용으로 개발하는 단계로는 아직 발전하지 못했다.


2년 전 영국 가디언지는 기후변화 문제를 해결하기 위한 가장 기대되는 20가지 방법을 제시하였다. 다양한 분야에 걸친 전문가로 구성된 패널을 통해 소위 `맨체스터 보고서`라는 것을 발표한 것이 그것이다. 그 스무 가지 방법 중 토륨 원자로가 들어 있다.

 

이처럼 토륨 원자로는 안전성, 경제성, 환경 영향, 지속가능성 등을 평가했을 때 이상적인 원자로로 평가받는다.

대한민국은 원자력 산업기술에서 세계적 수준에 올라 있다
.


그러나 인도 중국 미국 등이 새로운 토륨 기반 원자로를 개발하고자 하는 이때, 대한민국도 기존에 개발한 기술만 발전시키기보다는 미래 지향적인 새로운 기술 개발에 눈을 돌릴 필요가 있다
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한국이 튼튼한 원자력 기술을 기반으로 철강, 반도체, 선박 등에 이어 또 한 번 세계적으로 앞서 나갈 수 기회가 될 수 있다
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Needed: Nuclear Waste-Free Thorium Reactor



Environmentalists aren't the only ones pushing for the reduction of radioactive waste. Backed by scientific evidence, scientists are, too. The effects of climate change, energy shortage, and fossil fuel depletion have all prompted the international society's interest in nuclear power, with the most urgent problem to be tackled being radioactive waste disposal.

Last January, the Chinese Academy of Science announced its plans to devlop a thorium reactor, which will radically reduce the amount of radioactive waste. India, which has rich reserves of this mineral, began developing thorium reactors approximately ten years ago and has recently diversified its research.

Thorium reactors use thorium rather than uranium as fissile material. It has been widely acknowledged that thorium reactors are superior to uraniums reactors in multiple ways.

First, thorium is found in much more abundance than uranium.

Second, while uranium-238, which is used in conventional reactors, produces plutonium, the main ingredient of nuclear warheads, thorium does not.

Third, Accelerator-driven system (ADS) thorium reactors remain in a sub-critical opeating state (in which nuclear fusion does not automatically take place), therefore, it is safer to use, because when the accelerator shuts down so does the reactor.

Fourth, ADS thorium reactors do not produce any radioactive waste.

Furthermore, the structural simplicity of thorium reactors, in comparison to uranium reactors, provides it with multiple other merits.

Thorium reactors were first propsed by Nobel Physics laurete, Dr. Carlo Bubbla, but the technology has yet to be proven on a commercial viable scale.

...

Two years ago, the British newspaper The Guardian, touted the thorium reactor as one of the top twenty ideas to solving the climate change problem, in an articles titled The Manchester Report. The report was drawn up by a selection committee of specialists from diverse fields of study. 
In sum, the thorium reactor is the ideal nuclear reactor in terms of safety, economic efficiency, environmental impact, and sustainability.   

As India, China, and the US are researching thorium based reactors, Korea must also turn its eyes to developing new technology for the future rather than advancing preexisting technology.

For Korea, the world leader in the steel, senmiconductor, and ship building industries, nuclear energy is another potential field that it must lead the pack in.

 


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