원자로

 


[image]
원자로의 파란 빛은 체렌코프 현상이다.
1. 개요
2. 역사
3. 구성품
4. 종류
4.1. 흑연감속 가스냉각로
4.2. 가압수형 경수로
4.3. 비등수형 경수로
4.4. 중수로
4.6. 우주용 원자로
4.7. 사제 원자로
5. 천연 원자로?
6. 연료의 농축도
7. 그 외
8. 참조


1. 개요


原子爐, 核反應爐 / Nuclear Reactor
넓은 의미론 핵반응을 적절한 수준까지 조작하여 에너지를 얻는 장치를 말하지만, 좁은 의미로는 핵반응을 에너지로 사용하는 장치를 뜻한다. 그래서 핵융합로를 가리켜 원자로라고 해도 의미는 통용된다. 원자로는 대부분 전기 에너지를 만드는 데 사용하지만, 다른 목적으로도 사용하기도 한다.
흔히 해당 장비를 장착해 동력으로 하는 함선들을 무조건 '핵'이라고 부르는데 이는 핵무기를 자동으로 연상케하므로 그냥 원자력 추진으로 부르는 게 보통이다.

2. 역사


최초의 원자로는 맨해튼 프로젝트 당시 시카고 대학의 래킷장에서 만든 CP-1(시카고 파일 1)이 먼저이다. 보통 초임계를 원자로의 첫 가동으로 잡는데, 이 원자로의 초임계는 1942년 12월 2일이었다. 이때 아서 컴프턴이 제임스 코넌트에게 "이탈리아인 항해사가 신대륙에 도착했습니다~"하고, 코넌트 왈 "원주민은 어떠합니까?" 다시 컴프턴이 "내린 사람들이 모두 안전하고 행복해 합니다"라고 한 암호 전화가 유명하다. 여기서 이탈리아인 항해사는 엔리코 페르미.
그후 미국은 플루토늄 생산을 위해서 핸포드라든가 로스앨러모스, 오크리지 같은 곳에다가 원자로를 건설하게 된다. 전후 소련에서는 첩보활동을 통해서 맨해튼 프로젝트의 성과를 입수하고서 원자로를 건설하였다. 이후 미소 양국이 핵폭탄원료인 핵물질 생산을 위한 군사용원자로를 운영[1]하고 한편으로는 전력생산 혹은 선박추진을 위한 원자로 연구가 계속되다가 1953년 드와이트 D. 아이젠하워 대통령의 평화를 위한 원자력이란 발언 이후로 핵물질 생산 이외의 실용 원자로 건설 기조가 전세계적으로 붐을 이루게 되었다.

3. 구성품


원자로를 구성하는 구성품들은 다음과 같다. 필수적인 것도 있고, 연구되는 원자로라든가, 목적에 따라서 없을 수도 있다. 몇몇 원자로엔 제어봉 밑으로 적혀있는 것들이 없는 것도 있다. 예를 들어 RBMK라든가 마그녹스 같은 경우엔 격납 건물이 존재하지 않는다.
  • 핵연료 - 보통 연료봉을 여러 개 묶은 연료집합체로 들어간다. 클래딩(1연료집합체를 이루는 금속)으로 중성자 흡수가 없는 지르코늄합금인 지르칼로이를 사용한다.[2]
  • 중성자 감속재 - 고속 중성자를 사용하는 원자로에는 없다. 경수로 노형에서는 경수를 이용하며, 중수로 노형에서는 중수를 감속재로 사용한다.
  • 냉각재 - 보통 이 사용되며, 현재 건설중인 것 하나랑 운용중인 것 한 기를 제외한 영국에 있는 모든 발전용 원자로는 이산화탄소를 냉각재로 사용한다. 헬륨을 사용하는 초고온로가 개발 중에 있다.
  • 제어봉 - 보통 카드뮴이나 스테인레스 스틸, 하프늄 등 중성자를 흡수하는 재질을 사용한다. 근데 영국에서 사용 중인 개량 가스냉각로는 스테인레스 스틸을 연료 클레딩으로 쓰기도 한다.
  • 열 교환기 - 가압경수로(PWR)의 증기발생기 등, 비등경수로(BWR)같이 핵분열에서 나온 열을 곧바로 이용하는 원자로에는 없다.
  • 원자로 압력용기 - 사진과 같은 풀장형 원자로의 경우엔 없다.
  • 비상 노심 냉각 장치 (ECCS, Emergency Core Cooling System)를 위시한 원자로 비상 안전시스템
  • 원자로 보호 시스템
  • 격납 건물 - 마그녹스나 구 소련제 원자로엔 없다. RBMK이나 VVER이나… 단 최근 만들어지고 있는 VVER이나 구 소련에 만들어졌지만 핀란드에 있는 로비사 원자력 발전소의 VVER은 예외.
간단하게 원자로를 보자면, 그냥 물 끓이는 보일러인데 물을 끓이는 게 불이 아니라 연쇄반응에서 일어나는 에너지란 것이 다를 뿐이다. 한마디로 일종의 외연기관. 그래서 핵융합로도 원자로의 종류로 친다.

4. 종류


원자로의 종류는 일단 에너지가 어떻게 나오는지,(중수소의융합에의한 질량손실을 에너지로하는 핵융합로, 일반적으로 원자로라고 불리는 핵분열로, 방사성 붕괴를 이용하는 원자력 전지) 냉각재종류가 뭔지, 또한 감속재 종류가 뭔지, 사용목적, 세대순에 따라서 정렬된다. 예를 들어 CANDU를 보고 가압 중수로라고 하든지 말이다. 물론 CANDU는 브랜드 명이나 꽤나 유명해진 경우다.
냉각재 종류에 따라 분류하자면, 일반적인 물을 사용하는 경수로, 중수를 사용하는 중수로가 대표적이며, 가스와 액체 금속도 종종 사용된다.
형식에 따라 분류를 하자면, 직접 물을 끓여서 터빈에 보낸 후 발전에 사용하는 비등수형 원자로,[3] 압력을 이용해 1차 루프의 냉각수가 끓어 오르는 것은 막고 열교환기를 통해 2차 루프의 물로 열을 보낸 후 2차 루프의 오염되지 않은 증기를 발전에 사용하는 가압수형 원자로가 있으며, 가압수형보다 압력을 엄청나게 높여서 열효율을 높이는 초임계압 경수로, 압력용기가 없는 풀장형 원자로가 있다. 대표적인 풀장형 원자로는 원자력연구원에 위치한 하나로, 그리고 예전에 쓰던 TRIGA 원자로가 있다.
감속재 종류에 따라 분류하자면, 경수로, 중수로, 흑연감속로, 고속 중성자로(흔히 고속증식로라고 부름) 등이 있다.
연료 형태로 분류하자면, 보통 사용되는 고체연료(금속 우라늄연료, 산화물연료 등)가 있고, 이론상에 존재하는 가스 연료, 액체 연료가 있다. 액체 연료는 2가지로 나눠지는데 한 가지는 용융염(LiF-Be)를 이용한 용융염 원자로, 물에 우라늄을 탄 원자로가 있는데, Water Boiler란 별명을 지니고 있다. 가동 모습을 보면 뽀글 뽀글 기포가 올라오는 게 물이 끓어서 그렇게 별명이 지어졌지만, 사실 그건 물이 분해되어 나온 산소와 수소, 그리고 분열생성물(…)이다.
세대순으로 따지자면, 현재까지 4세대가 있는데, 1세대는 아주 오래전에 만들어서 써먹던 원자로로, 대표적인 예론 RBMK와 마그녹스가 있다. 2세대로는 잘 알려져 있는 가압수형 원자로와 비등수형 원자로, CANDU, 영국의 개량 가스냉각로 등이 있으며, 3세대는 2세대를 개량한 원자로로, 대한민국의 한국 표준형 원자로를 예로 들수 있다. 4세대 원자로는 액체금속이라든가 초임계등을 사용하여 열효율을 극대화시키면서 여러모로 안전한 원자로를 들 수 있다. 4세대 원자로 중 대표적인 것으론 증식로가 있다.
중국은 주로 석탄발전 위주라서 원자력 발전 기술이 뒤떨어진 편이었지만 최근 여러 기의 최신 원자력 발전소를 건설하고 있고 자갈바닥 원자로(pebble-bed reactor) 같은 4세대 원자로의 건설에 착수하는 등 차세대 원자력 기술 개발에도 적극적이다.
마지막으로 사용목적을 들 수 있는데, 대다수의 원자로가 에너지 생산[4]용으로 쓰이고 있으나 몇몇 원자로들은 각종 동위원소 생산에 사용되고 있다. 대한민국에선 하나로가 동위원소 생산이라든가 교육등의 용도로 사용되고 있다. 구형 TRIGA 원자로는 폐로되었다.

4.1. 흑연감속 가스냉각로


영국의 마그녹스와 그 후계기인 AGR(Advanced Gas-cooled Reactor)가 이 형식에 속한다.[5] 중성자 감속은 흑연에 의해 이루어지지만 원자로의 열은 원자로 압력용기내의 이산화탄소 등의 가스가 흡수하여 증기발생기로 전달하는 형식이다. 냉각재가 가스이므로 증기폭발이나 수소폭발의 위험성은 없는 대신 가스누출에 의한 냉각재 상실사고의 가능성이 있다.

4.2. 가압수형 경수로


가압수형 경수로(PWR, Pressurized Water Reactor)는 구조가 복잡하지만 방사선의 관리상 유리하기 때문에 최근에는 대부분이 이 방식을 사용한다. 압력용기 내부에서 가열되는 물과 터빈으로 보내는 물을 분리한뒤 압력용기 내부의 물을 100기압 이상으로 가압함으로써 물을 끓이지 않고 300도씨 이상으로 가열한다. 가열된 열로 다른 배관을 지나는 물을 끓여 증기를 만들고 이 증기가 터빈을 돌리면서 전기를 발생시키는 것이다.

4.3. 비등수형 경수로


비등수형 경수로(BWR, Boiling Water Reactor)는 압력용기 내부에서 물을 끓이고 이때 발생한 수증기를 터빈으로 보내 터빈을 움직여 전기를 발생시키는 원리이다. 방사능을 가진 수증기가 터빈으로 향하기 때문에 터빈이 설치된 건물에 방사능 관리를 해야하는 단점이 발생하며 이 때문에 경수로형에 비해서 구조가 단순하고 비용은 절감되나 위험성이 큰 편이다. 체르노빌, 후쿠시마 원자력 발전소에 있는 원자로들이 이 방식이다.

4.4. 중수로


중수로(HWR, Heavy Water Reactor)는 중수를 감속재로 사용하는 원자로를 뜻한다. 보통 감속재는 경수를 사용하나, 경수는 중성자를 흡수하기 때문에 U-235를 농축시켜야 한다. 그러나 중수는 중성자 흡수가 경수에비해 월등히 적기 때문에 일반 천연 우라늄을 농축하지 않고 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 다만 중수로 형식의 원자로는 천연 우라늄을 그대로 사용하기 때문에 경수로에 비해서 플루토늄을 다량으로 생산하게 된다는 것과(무기전용의 의심을 받는다) 가압경수로등에 비해 고준위 폐기물이 대량으로 발생한다는 문제점이 있다.

4.5. 증식로


고속 증식로(FBR, Fast Breeder Reactor)는 높은 출력을 자랑하나 안전상 문제가 있어서 한때 사장되었다. 현재는 안정성이 확보되어 제4세대 원자로로 각광받으며 각국에서 연구가 활발하다. 자세한 내용은 해당 문서를 참조.

4.6. 우주용 원자로


[image]
사진은 미국이 개발한 SNAP-10A. 지구 대기권에 들어오면서 핵물질이 누출된 것으로 추정되며, 현재도 지구 궤도상에 머물러 있다.
현재 개발이 진행되는 물건 중 하나로, 미국과 러시아에서 연구가 많이 진행되었다. 실제로 두 나라는 가동되는 원자로를 인공위성에 실어서 발사한 전과도 있다. 발전방식은 원자력 전지와 마찬가지로 열전대 방식인데, 이건 원자력 전지보다 열을 더 많이 발산한다는 점이 있다. 만약 저것들이 지구로 떨어진다면 매우 무서울듯… 참고로 그린피스에서는 안에 원자력 전지가 들어있다는 이유로 갈릴레오 탐사선이 지구 궤도에 도는걸 반대하였다. MD에서 사용 할 인공위성 레이저를 사용하려면 꼭 필요한 물건 중 하나다. 아님, 이온 엔진으로 사람을 어디로 보내거나… 마션에선 이걸 사용해서 화성으로 보내고, 러시아가 '큰 걸' 만들려고 하고 있다. 작은건 이미 US-A에서 실험 끝!
현재 발사된 원자로는 약 40개로, 사진에서 보이는 SNAP-10A의 경우 43일 동안 띄우고 실험 종료. 이외에도 P-700 그라니트를 유도하는 US-A 인공위성이 원자로를 동력원으로 사용하였는데,[6] 이게 잘못되어 3번 정도 지구대기권 안에 원자로가 들어온 경우도 있었다고 한다. 하나는 발사하다가 날려먹었고, 나머지는 지구에 돌입하고… 코스모스 위성 참조. 그리고 이 US-A 궤도상 이 원자로에 쓰린 냉각제인 NaK이 누출됨으로 인해 지구 상에 방사성 물질이 더 떨어졌을지도 모른다… 즉 저 궤도를 도는 우주쓰레기들은 거진 방사성 폐기물들…
2010년대 후반부터 NASA에서는 우주용 소형 원자로를 다시 적극적으로 연구하고 있다. 작은 탐사선 정도는 태양전지원자력 전지로도 감당할 수 있지만, 기지를 건설하는 등의 본격적인 진출에는 출력이 부족하기 때문이다. 이름은 킬로파워(Kilopower)로, 연료로는 초고농축 235U[7], 반사재로는 산화베릴륨, 제어봉으로는 탄화붕소, 냉각재로는 액체 나트륨을 사용하며, 열전대 방식을 쓰던 기존과는 달리 스털링 기관으로 발전을 한다. 발전 출력은 크기에 따라 1~10 kW 가량, 연료 수명은 12~15 년 가량이고 2020년 현재 기술 실증과 지상 테스트는 이미 마친 상태이다.

4.7. 사제 원자로


민간인이 만든 원자로다. 이렇게 말하면 "그런 게 어디 있어? 웃기지 마!"라고 하실 분들이 많겠지만…
1994년 미국에서 데이비드 한(David Hahn)이란 꼬꼬마가 보이스카우트 뱃지를 따내려고 주변에 있던 방사능 물질을 갖고 증식로를 만들 생각을 했다. 아메리슘은 화재 경보기에서, 토륨은 캠핑 랜턴에서, 트리튬은 조준기, 라듐은 야광시계에서 추출해냈다고. 그래서 증식로를 만들었는데, 다행히도 연쇄반응은 안 일어났지만 자연 방사능의 1000배 정도의 방사능이 나왔다. 결국 미국은 개인은 원자로를 가질 수 없다! 는 법을 제정함과 동시에, 한의 집과 그 주변을 슈퍼펀드법으로 청소, 쓰레기는 유타산 저장소로 보냈다. 덕택에 데이비드 한은 방사능 보이스카우트란 별명을 받았고, 영문 위키피디아에도 항목이 개설되었다.
그 이후의 삶은 순탄치 않았는지, 2007년에 코카인을 마구 빨고, 처방받은 정신과 약을 안 먹은 상태로 아파트 화재 경보기 절도 미수[8]로 체포되어 찍힌 머그샷 (혐짤주의)을 보면 정말 심각한 상태로 보인다. 2016년 9월 27일 사망하였는데 사인은 피폭이 아니라, 디펜히드라민, 펜타닐이 알코올과 반응해서 급성 중독이 발생하였기 때문이다. 당시 혈중 알코올 농도 0.404%이었다고.
그 후 이런 다윈상감 멍청이가 안 나오는 줄 알았는데 2011년 8월 2일, 자기 집 부엌에다가 원자로를 설치한 스웨덴 사람이 경찰에 잡혀갔다.
대한민국의 경우 원자력안전법에 의해 방사성 동위원소 또는 방사선 발생장치를 생산·판매·사용(소지·취급 포함) 또는 이동사용하고자 하는 자는 대통령령이 정하는 바에 따라 원자력안전위원회의 허가를 받아야 하기에 사제 원자로를 만드는 순간 은팔찌를 획득하게 된다.

5. 천연 원자로?


사실 인간이 만들기 전에 원자로가 존재했다는 연구 결과가 있다. 1970년대, 가봉 공화국 내 프랑스 소유 오클로 우라늄 광산의 샘플을 분석하던 프랑스 과학자들이 이상한 걸 발견했다. 다른 우라늄 광산에 비해서 U-235가 턱없이 부족했던 것. 왜 하필 이곳만 U-235가 부족할까 해서 연구하면서 네오디뮴 지문을 확인한 결과 다른 자연적인 환경에서 나오는 종류의 네오디뮴이 아니라 핵분열 시 나오는 종류의 네오디뮴으로 확인되어(…) 이곳에 천연 원자로가 있었다고 결론을 냈다. 일했던 광부들은 그들 덕택에 프랑스의 TGV구동할 수 있었다고 반농담삼아 말하곤 했다고…
선캄브리아기 당시 우라늄 235의 농도는 현재 경수로에서 사용되는 U-235 의 농도와 같은 3%정도였다고 한다. 이런 우라늄이 많이 모여있는 지대에 물이 고이고 이 물이 감속재 역할을 하여 원자로가 가동되었다고 한다. 또한 임계반응이 심해지게 되면 열로 인해서 물이 증발되어 출력이 감소되었다고 한다. 가동(?) 기간을 따져보니 최대 64만 년, 최소 58만 년에다가 총 출력은 1000MWe급 원자력발전소에 위치한 원자로 5기를 1년 동안 풀 가동시키는 것과 같다고 한다. 실제로 지구의 지각운동이나 지열을 유지시키는 건 이런 방사성동위원소의 붕괴열이라고 한다. 아무튼 그래서 이 천연 원자로는 ‘선캄브리아기의 천연 원자로’로 불리기도,
넓게 보면 우주의 항성도 천연 원자로이다. 핵분열을 사용하는 거의 모든 현대 원자로와 달리 핵융합을 사용하는 게 차이점이지만.

6. 연료의 농축도


원자로에 들어가는 우라늄은 천연우라늄을 사용하거나 혹은 농축을 하게 된다. 천연우라늄을 사용하는 원자로들은 핵무기 제작용 플루토늄을 만들 가능성이 높다. 예를 들어 같은 천연우라늄을 사용하는 RBMK와 Magnox의 경우엔 기원이 군사용 원자로를 전력생산용으로 고쳐서 나온 물건이고, 캐나다에서 개발한 CANDU[9]라는 중수로는 인도에서 가져다가 플루토늄 만드는데 사용되었다. 왜냐하면, 이런 원자로의 장점 중에 운전 중 연료 교환[10]이란 것이 있기 때문. 이런 장점은 플루토늄을 뽑아내기에 딱 좋은 장점과 더불어 원자로를 더욱 효율성 있게 돌릴 수 있다.[11]
일반적인 경수로에서는 농축 우라늄을 4.5% 정도로 사용[12]하며, 더 높은 농축비율을 가진 원자로도 있다. 예를 들어 대한민국에서 사용하는 연구용 원자로인 HANARO의 경우엔 U-235 의 농축도가 19.75%이며, 잠수함이나 선박에서 사용하는 연료의 농축도는 이거보다 더 높아 미국 원자력 잠수함에서 사용하는 연료 농축도는 무기급인 93~99%[13]이며, 러시아의 쇄빙선용 가압경수로 연료도 우라늄 농축도 90%를 자랑한다! 왜냐하면 선박용의 경우엔 될 수 있는 한 출력대 크기 비율이 작을수록 유리하기에 연료의 출력밀도를 높일 수밖에 없으며, 우라늄 농축도가 높으면 높을수록 연료 재장전을 덜 받으러 다녀도 되기 때문이다. 러시아 잠수함은 30~50%로 농축된 연료를 사용[14]한다. 다른국가의 원자력 잠수함들도 대체로 이 정도 등급에서 놀 가능성이 있다. 그리고 또한 저 위의 우주용 원자로의 경우, US-A 등에 쓰인 TOPAZ도 90%를 찍었다. 이것도 발사하는데 출력 대 크기비율이 작을수록 유리하기 때문에…
이런 점이 합쳐져 핵무기 보유국은 원자력 잠수함을 보유할 수 있게 된다. 모르겠다면 간단하게 북한의 원심분리기 떡밥을 생각해보자. 대한민국에서 원자력 잠수함을 보유한다고 설레발을 쳐도 현재 발전용 원자로 연료 농축도 대한민국이 옐로케이크를 사다 해외에 위탁하는데, 그렇게 농축도가 큰 연료를 문제없이 잘 사올 수 있을까?[15]

7. 그 외


원자로를 돌리다보면 필연적으로 생겨나는 것이 방사성 폐기물이다. 원자로 운용의 최대 걸림돌이며 인류는 이 쓰레기를 어떻게 처리해야 할지를 놓고 고민하고 있다. 자세한 사항은 항목 참고.
사실, 이것을 폐기하는 방법은 인류는 당연히 예전에 이미 개발했다. 사실 방법이라고 해봤자 최대한 방사선이 외부로 노출되지 않도록 조치하고 외부 세계와 완전히 격리시키는 것이다. 방사성 폐기물의 특성상, 안전해지기 위해서는 시간이 흘러 원자들이 다른 안전한 원자로 붕괴되길 기다릴 수밖에 없다. 다만, 이것을 폐기하는 데 아주 오래 걸린다는 것이다. 방사능 물질에는 각각 정해진 반감기가 있는데, 세슘(Cs)-137의 경우 30년이다. 즉 이 물질이 2kg에서 1kg으로 줄어들기 위해서는 30년이 걸린다는 소리이며, 인간이 무슨 짓을 해도 이 기간은 줄어들지 않는다. 게다가 60년이 지난다고 완전히 사라지는 것도 아니다. 1kg의 세슘 137은 30년이 지나면 500g으로 줄어들고, 이게 다시 250g으로 줄어드는 데에 30년 걸리고, 다시 30년이 지나면 125g… 이런 식이니 안전한 수준까지 줄어들기 위해서는 수백~수천 년의 시간이 걸린다. 그나마 세슘 137은 반감기가 아주 짧은 편에 속하는데도 이 모양이다.[16]
이런 물질이 있기에 인간들은 사용한 연료봉을 재활용해서 다시 써먹을 계획까지 짜고 있다. 사용한 연료봉엔 엄청난 방사능과 더불어 반감기가 죽여주는 놈들이 있는데, 이 처치곤란한 것들을 붕괴시켜서 다른 원소로 바꿔버리면서 전기도 생산하니 일석이조라는 논리. 이러한 계획 중 유명한 것으로는 DUPIC이 있는데, 이 계획은 일반 가압수형 원자로에서 사용한 사용후 연료봉을 다시 CANDU원자로에서 사용하는 것이 골자로 가압수형원자로의 경우 U-235 의 비율이 2~3%, CANDU의 경우엔 천연우라늄을 넣어도 반응이 일어나니 이걸 이용한 것이다.
2011년 후쿠시마 원자력 발전소 사고가 일어난 이후, 빌 게이츠가 원자력 발전을 옹호하면서 자신이 실질적 오너로 있는 에너지 회사인 테라파워를 통해 도시바와 협력하여 열화우라늄[17]을 사용하는 차세대 원자로인 TWR을 개발하겠다고 선언하긴 했다. 빌 게이츠가 또라이여서가 아니라, 자기가 회장으로 있는 자선 재단의 활동과 연계되어서 하는 것이다. 이는 아프리카의 에너지 공급을 위한[18] 싸고 안전한 전기의 생산과 기후변화의 주범인 LNG가스 발전소 및 석탄 발전소의 이산화탄소 배출량 감소를 위한 목적을 위해서다. [19]

8. 참조



[1] 이런 군사용 원자로는 약간의 개량 뒤에 바로 원자력 발전소로 변신했는데, 대부분 안전시설의 미비로 각종 사고를 일으켰다. 대표적인게 체르노빌 원자력 발전소에서 터진 RBMK, 영국의 Magnox가 있다.[2] 참고로 노심의 방사선 수치는 3만 뢴트겐으로 300시버트에 육박하는 수치다.[3] 이놈도 물에 어느 정도 압력을 가한다.[4] 여기에는 선박을 추진하기 위한 에너지도 포함된다.[5] 흔히 체르노빌 원자력 발전소의 RBMK원자로가 이 형식이라고 잘못 알려져 있지만, 체르노빌은 흑연감속 비등경수 압력관형 원자로이다. 즉 냉각재는 경수이다. [6] 인공위성 수명이 다 되면 원자로를 더 높은 궤도로 쏘도록 되어 있다.[7] 거의 순수한 235U에 약간의 몰리브덴을 섞은 연료다. 때문에 감속재가 필요 없고 크기도 줄일 수 있다. 플루토늄이 아닌 우라늄을 사용하는 이유는 플루토늄은 원자력 전지 만들 양조차 빠듯하기 때문.[8] 화재경보기 내에 있는 아메리슘을 얻기 위한 행동이라고 한다.(…) [9] 한국의 월성 1~4호기가 이 방식의 원자로이다.[10] 이런류의 원자로는 연료봉과 연료봉 사이가 채널로 서로 구별되어 있다. 간단하게 보자면 하나의 노심이 수백 개의 작은 노심으로 합쳐졌다고 생각하면 편하다.[11] 이런 장점이 없는 원자로의 경우, 연료를 갈려면 원자로를 정지시켜 놓고 노심의 1/4를 갈아버린다. 또한 이렇게 연료를 개별적으로 갈아버리면 연료의 연소도를 맞추기가 매우 귀찮아진다. 그래서 일반 원자로처럼 한 번에 1/4씩 갈아버리기도 한다.[12] 경수는 중성자를 흡수하는 특성이 있어서, 농축을 해줘야 된다. 중수는 중성자를 경수보다 덜 흡수해서 천연우라늄을 집어넣어도 가동이 잘 된다.[13] 심지어 리틀보이의 농축도보다 높다. 리틀보이의 농축도는 80%다![14] 그래도 20% 이상이면 무기전용 가능급으로 나뉜다.[15] 하지만 일본도 오래전에 원자력 쇄빙선을 띄웠다. 신 원자력 협정으로 재처리의 길이 열렸으니 가능할 수 있다.[16] 사실 반감기가 엄청나게 길면 오히려 더 안전한데, 방사능을 단기간에 많이 뿜어내지 않기 때문이다. 대표적으로 방사성 동위원소임에도 산업계에 다양하게 이용되는 루테튬-176 (반감기 377억 년)가 있다. 이 정도 길이의 반감기부터는 사실상 안정 동위체들과 동일하게 취급한다.[17] 현재 미국 내에 쌓여있는 열화우라늄은 미국 전체가 쓸 수 있는 전기를 125년 생산할 수 있을만큼 쌓여있다고 한다.[18] 개도국과 선진국 간 에너지 소모량도 꽤나 크다.[19] 상용화를 위해 현재 세계에서 가장 원전을 많이 짓고 있는 중국과 접촉하여 수년 간의 협의 끝에 계약을 체결했지만 미중 무역전쟁의 여파로 모든 계획이 멈춰있다고 한다.

분류