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고속로용 MOX 핵연료집합체를 일괄 생산하는 러시아

<KISTI의 과학향기> 제3304호

러시아의 핵연료 제작사인 TVEL은 BN-800 고속중성자로(fast neutron reactor)에 장전될 혼합산화물(MOX, mixed uranium-plutonium oxide) 핵연료 일괄(batch) 생산에 돌입했다고 밝혔다.
 
MOX 핵연료 펠렛(pellet) 제조 기본기술은 TVEL사의 자회사인 AA Bochvar Research Institute of Inorganic Materials이 개발했다. 핵연료 펫렛은 TVEL이 보유하고 있는 감손우라늄과 사용후핵연료 재처리과정에서 회수한 플루토늄을 혼합하여 제작한다.
 
한편, TMOX 핵연료집합체 첫 일괄생산분은 2014년 3월 최신 BN-800 고속로로 이송된 바 있다. 총 106다발의 핵연료집합체가 Dimitrovgrad에 있는 Research Institute of Atomic Reactors에서 생산되었다.
 
러시아의 MOX 핵연료 제조시설은 Krasnoyarsk 지역에 있는 광업화학단지(Mining and Chemical Combine)로 2014년 말 준공되었다. 광산 지하 200미터에 위치한 생산라인은 순환형 핵연료주기를 완성하고자 하는 러시아의 정책의 일환으로 건설되었다. 궁극적인 목표는 원자력발전 과정에서 방사성폐기물 생성을 원천적으로 없애는 것이다. 이 시설은 2015년 8월 BN-800 원자로용 핵연료 최초 생산시험에 성공한 바 있다. TVEL은 2018년 12월 13일 MOX 핵연료집합체 첫 일괄생산분이 인수시험에 합격했다고 밝혔다.
 
Sverdlovsk 지역에 있는 Beloyarsk 원자력발전소 4호기로 건설된 BN-800 고속중성자 원자로는 2014년 6월 최초로 최초제어출력에 도달했으며 그 당시 상업운전이 2014년 말 가능할 것으로 예측되었다.
 
하지만 2014년 12월 해당원전 운영사인 Rosenergoatom는 핵연료 개발에 추가적인 시간이 필요하다고 공개한 바 있다. 2015년 8월 및 2015년 11월 다시 최소제어출력에 도달했으며 2015년 12월 10일 마침내 발전된 전력을 송출하기 위해 전력망에 연계되었다. 발전출력이 789 MWe인 이 원전은 2016년 10월 31일 상업운전에 들어갔다.
 
MOX 핵연료가 장전되는 고속중성자 원자로는 핵연료주기의 효율성을 크게 높이며 러시아의 장기 원자력발전계획에 중요한 요소로 자리잡고 있다.

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