문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 원자로 (문단 편집) == 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[* 한국의 [[월성 원자력 본부|월성 1~4호기]]가 이 방식의 원자로이다.]라는 중수로는 인도에서 가져다가 플루토늄 만드는데 사용되었다. 왜냐하면, 이런 원자로의 장점 중에 '''운전 중 연료 교환'''[* 이런류의 원자로는 연료봉과 연료봉 사이가 채널로 서로 구별되어 있다. 간단하게 보자면 하나의 노심이 수백 개의 작은 노심으로 합쳐졌다고 생각하면 편하다.]이란 것이 있기 때문. 이런 장점은 플루토늄을 뽑아내기에 딱 좋은 장점과 더불어 원자로를 더욱 효율성 있게 돌릴 수 있다.[* 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.] 일반적인 경수로에서는 농축 우라늄을 4.5% 정도로 사용[* 경수는 중성자를 흡수하는 특성이 있어서, 농축을 해줘야 된다. 중수는 중성자를 경수보다 덜 흡수해서 천연우라늄을 집어넣어도 가동이 잘 된다.]하며, 더 높은 농축비율을 가진 원자로도 있다. 예를 들어 대한민국에서 사용하는 연구용 원자로인 HANARO의 경우엔 ^^235^^U 의 농축도가 19.75%이며, 저 위의 우주용 원자로의 경우, US-A 등에 쓰인 TOPAZ도 90%를 찍었다. 이것도 발사하는데 출력 대 크기비율이 작을수록 유리하기 때문에… 잠수함이나 선박에서 사용하는 연료의 농축도 역시 일반 원자로 보다 높아 미국 원자력 잠수함에서 사용하는 연료 농축도는 '''무기급인 93~99%[* 심지어 리틀보이의 농축도보다 높다. 리틀보이의 농축도는 80%다!]'''이며, 러시아의 쇄빙선용 가압경수로와 화물선용 원자로 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. 때문에 핵잠수함용이나 핵추진 항공모함용 원자로는 대부분 배를 처음 건조할 때 원자로에 장착한 핵연료를 한번도 연료교체를 하지 않고 30년 후 배가 수명이 다해 퇴역할 때까지 쓰는 경우가 많다. 연료를 교체하려면 잠수함을 반으로 갈라서 원자로를 연료와 함께 통째로 갈아야 해서 매우 번거로운 일이라 아예 처음부터 원자로에 30년치 연료를 장착해 다니는 것. 그래서 연료부피를 줄이려고 고농축 우라늄을 쓴다. 반면 러시아 핵잠수함과 프랑스 핵잠수함은 30~50%로 농축된 연료를 사용[* 그래도 20% 이상이면 무기전용 가능급으로 나뉜다.]한다. 다른국가의 원자력 잠수함들도 대체로 이 정도 등급에서 놀 가능성이 있다. 연료교체 할때 선체를 뜯어 내는 [[오버홀]]을 해야하는 단점이 있으나 어차피 선박이 수명이 다하기전엔 서너번 오버홀이 진행되기 때문에 현재는 그리 큰 단점으로 여겨지지 않는다. 또한 최근 설계되는 저농축 우라늄 원자로 선박은 연료봉 교체를 선박을 분해 할필요 없이 쉽게 가능하게 구조적으로 설계해 그런 단점을 최소화 하기도 한다. 이런 점이 합쳐져 핵무기 보유국은 [[원자력 잠수함]]을 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?[* 하지만 일본도 오래전에 원자력 쇄빙선을 띄웠다. 신 원자력 협정으로 재처리의 길이 열렸으니 가능할 수 있다.] 예전에는 우라늄을 농축하는데 가스확산법[* 우라늄을 육불화우라늄 가스로 만들어 다공막 필터를 통과시켜 확산시켜 점차 농축도를 높이는 방법]을 썼는데 매우 느린 과정이고 시설도 거대하고 비싸고 에너지도 많이 들어 농축에 많은 비용이 들었다. 그래서 농축우라늄은 매우 비싼 연료였다. 하지만 원통형 초고속 원심분리기를 이용해 고속으로 농축하는 방법이 일반화되자 농축비용이 수십분의 1로 떨어졌다. 따라서 경수로에 주로 쓰이는 저농축우라늄의 가격이 크게 폭락했고 이것이 원자력 산업 경제성에 큰 영향을 주게 되었다. 이로 인해 연료비가 싼 것이 장점이던 중수로나 고속증식로는 사실상 설 자리를 잃어버리게 된다. 그래서 원자력 연구개발의 방향도 더 값싼 핵연료를 쓰거나 핵연료를 효율적으로 쓰는 것보다는 건설단가가 적게들고 더 안전하고 폐기물 처리가 쉬운 쪽으로 돌아섰다. 또 발전용 경수로도 주로 4.5% 정도의 낮은 농축도의 핵연료를 썼지만 이제 농축비용이 획기적으로 줄어들어 19% 정도의 비교적 높은 농축도의 핵연료(HALEU, High assy low enreiched uranum) 를 쓰는 것이 더 경제적이 되었다. 핵연료의 농축도를 높이면 그만큼 원자로 노심의 크기가 작아져도 되고 또 연료교체주기도 길어져서 설계상 운영상 이득이 크다. 고농도이므로 핵연료를 교체해야 할 때 까지 핵연료 소모율(=연소율) 도 올라간다. 분열성 연료인 우라늄235 대비 남은 비분열성 우라늄238이나 플로토늄도 적어져서 사용후핵연료 즉 핵폐기물도 양이 획기적으로 줄어들어 보관의 부담도 적어진다. 다만 이런 장점이 있는 만큼 핵분열도 쉽게 일어나기 때문에 이에 맞게 현재 원전의 설계를 이에 맞게 크게 바꾸어야 하기 때문에 새로운 설계가 필요해 상용화가 어렵고 아직 상업적으로 19%의 HALEU 를 공급하는 업체도 없어서 군용 등 제한된 용도로 이용될 뿐이다. 미국에서는 상업적 HALEU 공장 건설에 착수하는 등 차세대 경수로로 유망하다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기