파이로프로세싱(pyroprocessing)은 고온(섭씨 500∼650 ℃)의 용융염을 이용, 전기화학적인 방법으로 사용후핵연료에서 우라늄 등 유용한 핵물질을 분리해내는 기술이다. 공정 특성상 플루토늄의 단독 회수가 불가능해 핵확산저항성이 뛰어나고, 회수한 핵물질을 제4세대 원자로인 소듐냉각고속로(SFR)에서 재순환 소멸시킴으로써 고준위폐기물 처분장 면적을 100분의 1로 줄일 수 있는 선진 핵연료주기 기술에 속한다.
한국원자력연구원(원장 김종경)은 12월 21일 이상천 국가과학기술연구회 이사장과 문해주 미래창조과학부 거대공공연구정책관 국장, 정동희 산업통상자원부 원전산업정책국장 등 국내외 관계자 60여 명이 참석한 가운데 공학규모 파이로 일관공정 시험시설 PRIDE(PyRoprocess Integrated inactive DEmonstration facility) 준공식을 개최했다.
PRIDE는 사용후핵연료 관리의 기술집약적 해결 방안인 파이로프로세싱 기술 구현을 위한 공학 규모 시험시설로, 미래부 원자력연구개발 사업의 일환으로 2009년 4월 건설을 시작해 2014년까지 공사 및 시운전을 완료했다. 이어 올해 단위공정 성능 목표를 달성해 달성을 거쳐 완공된 세계 최고 수준의 파이로프로세싱 시험시설로 평가되고 있다.
국내 연구진은 PRIDE를 활용해 국내 고유 원천기술로 개발한 파이로 공정기술(전처리-전해환원-전해정련-전해제련-염폐기물 재생)에 대해 모의 핵연료를 이용한 파이로 일관공정 연계성 증진, 실용화를 위한 용량 증대 성능시험과 더불어 안전조치 기술에 대한 연구개발을 수행하게 된다.
PRIDE는 파이로 공정별 성능, 공정간 연계 운전성, 원격 운전성, 유지 보수성 및 핵확산저항성 평가 등이 가능해 향후 실용화 규모 파이로 공정 구축을 위한 설계자료 생산 및 파이로 기술의 고도화를 위한 테스트베드 역할을 담당하게 된다.
PRIDE는 실제 사용후핵연료 대신 감손 우라늄으로 만든 모의 사용후핵연료를 사용해서 시험하는 ‘inactive’ 시설로, PRIDE를 이용한 연구와 함께 한미 핵연료주기 공동연구를 통해 실제 사용후핵연료를 사용하는 ‘active’ 연구를 병행함으로써 관련 실용화 기술을 개발, 검증한다는 전략이다.
PRIDE 이용 연구를 통해 파이로프로세싱의 고효율화-고용량화를 추구하는 한편, 한미 핵연료주기 공동연구를 통해 실제 사용후핵연료를 사용한 실증 실험자료를 확보함으로써 2020년까지 파이로의 기술성, 경제성과 핵비확산수용성을 한미 공동으로 검증할 예정이다.
김종경 한국원자력연구원장은 “파이로프로세싱은 소듐냉각고속로와 연계해 사용후핵연료 관리 문제를 해결하고 원자력 발전의 지속가능성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 미래형 신기술”이라며 “PRIDE 구축을 통해 독창적인 파이로 원천 기술을 개발해서 세계 파이로 연구개발을 선도하겠다”고 말했다.
