| 중국공정물리연구원, 우라늄 이용률을 90%까지 높일 수 있는 신개념 원자로 설계 | ||
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 2015년 7월 14일 중국공정물리연구원 핵물리·화학연구소 융합-분열 혼성로 연구센터는 열출력이 3,000 메가와트(MW)에 달하는 Z핀치 융합-분열 혼성로 개념 설계를 기본적으로 완성하였다. 이 혼성로는 융합로와 분열로 사이의 준임계 원자로로서 100년 밖에 유지하지 못하는 핵연료 고갈 시간을 수천년으로 연장시킬 수 있다. Z핀치 융합-분열 혼성로의 주체 부분은 Z핀치 핵융합로 노심, 핵분열 블랭킷(blanket), 삼중수소 발생 블랭킷, 연료 순환 시스템 등으로 구성된다. 핵융합로 노심에서 멀티펄스 드라이버가 발생하는 60메가 암페아 강전류는 강력한 로렌츠힘을 생성하여 핀치 효과를 발생한다. 해당 효과는 제어 열핵융합에 필요한 초고온, 초고밀도 상태를 형성하여 중수소-삼중수소 연료를 함유한 융합 반응용 펠릿(pellet)을 가열 및 압축하는 한편 제어 가능한 열핵융합반응을 유도하여 대량의 고에너지 융합 중성자를 출력한다. 고에너지 융합 중성자의 작용아래 핵융합로 노심 주변에 에워싸인 U-238은 분열반응을 일으켜 안정적이고 제어 가능한 거대 에너지를 발생한다. 핵분열 블랭킷에서 누설되는 중성자는 삼중수소 형성에 이용됨으로써 연료 순환 시스템 중 삼중수소의 자가 컨트롤 순환을 실현한다. Z핀치 융합-분열 혼성로는 동일한 규모의 에너지를 발생하는 상황에서 핵융합의 출력, 재료의 방사 저항, 삼중수소 자원 소모 등을 큰 폭으로 낮출 수 있다. 또한 열화우라늄/사용후 핵연료의 사용과 마이너 악티나이드 변환(minor actinide transmutation)을 동시에 고려하여 우라늄 이용률을 90% 이상으로 높일 수 있다. 이 외, 핵분열 연료 순환 공법의 흐름은 간단하며 인출된 연료는 핵분열 가스 제거를 통해 재생할 수 있으므로 연료의 폐쇄회로 이용을 구현하였고 사용후 핵연료를 생성하지 않으며 오염배출을 저감시켜 핵확산 방지에도 도움이 된다. 블랭킷은 준임계와 양호한 열전달 설계를 채택함으로써 좋은 임계 안전성과 잔여열 안전성을 보유한다. 융합-분열 혼성로 구상은 2009년에 중국공정물리연구원의 펑셴줴(彭先觉) 원사에 의해 제안되었고 2012년 1월부터 프로젝트 논증 관련 연구계획을 시작하였으며 3년간의 설계 논증을 거쳐 창의성적인 Z핀치 구동형 융합-분열 혼성로 방안을 내놓기에 이르렀다. 계획에 따르면 2015년을 전후하여 Z핀치 융합-분열 혼성로의 물리적 설계를 마무리하고 2020년 전후로 핵심기술을 위한 실험 연구 플랫폼을 구축하며 2030년 전후로 시스템을 통합한 실험 연구 원자로를 건설한다. 실험 연구 원자로에 대한 총체적 시험 연구, 시스템 최적화, 개선, 업그레이드를 통해 상용 시범성 원자로를 건설하고 핵융합 에너지원의 조기 상용화를 실현함으로써 중국의 지속가능한 에너지 발전에 경쟁력 있는 기술 옵션을 제공한다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2015-07/16/content_310249.htm?div=-1 |
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