소식

Oct 03, 2023

미국, 무기로 작동하는 시험로 계획

미국 에너지부(DOE)는 소형 시험로를 계획하고 있습니다.

프로젝트의 환경 평가 초안에 따르면 미국 에너지부(DOE)는 대량의 무기급 우라늄을 연소할 수 있는 소형 시험 원자로를 계획하고 있습니다. 비용 공유 방식으로 구축될 이 실험은 TerraPower와 Southern Company Services가 개발 중인 새로운 유형의 동력로에 대한 데이터를 제공할 것입니다. 그러나 Physics Today가 처음 보도한 고농축 우라늄의 사용은 HEU가 폭탄으로 만들어지는 것을 막기 위해 전 세계 민간 원자로에서 HEU를 제거하려는 미국의 정책에 위배됩니다.

우려하는 과학자 연합(Union of Concerned Scientists)의 물리학자이자 원자력 안전 담당 이사인 에드윈 라이먼(Edwin Lyman)은 이번 결정이 "낙담스럽다"고 말했습니다. "미국이 비확산 복음을 전할 때, 전하는 바를 실천해야 합니다." 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 정치학자인 앨런 쿠퍼만(Alan Kuperman)은 "부서가 지난 50년간의 미국 비확산 정책에 반대할 계획이라는 사실을 제대로 공개하지 않았다"고 말했습니다.

DOE나 시험로가 건설될 Idaho National Laboratory(INL) 모두 이 문제에 대해 언급하지 않았습니다.

용융염화물 원자로 실험(MCRE)은 기존의 동력로와 크게 다릅니다. 그들은 핵분열성 동위원소인 우라늄-235가 약 4% 농축된 우라늄 연료를 소비하며 금속 막대에 담겨 있습니다. 일부 우라늄 원자는 분열하거나 핵분열하여 에너지와 중성자를 방출한 후 연쇄 반응으로 다른 우라늄 원자를 분열시킵니다. 가압된 물이 막대 주위로 흘러 중성자의 속도를 늦추어 원자를 더 효과적으로 분해하고 궁극적으로 터빈을 구동하여 전기를 생성하는 증기 발생기에 열을 전달합니다.

대신 MCRE는 용융염으로 냉각되어 우라늄이 용해됩니다. 이론적으로 용융염 원자로는 기존 원자로에서 사용된 연료를 태울 수 있으며 수명이 짧은 방사성 폐기물을 생성할 수 있다고 Kuperman은 말합니다. 소금은 중성자를 느리게 하지 않기 때문에 원자로에는 더 많은 중성자를 생성하는 농축도가 높은 연료가 필요합니다.

TerraPower의 상업용 원자로는 소위 고분석 저농축 연료라고 불리는 우라늄-235를 19%까지 농축한 연료를 사용할 것입니다. 그러나 MCRE는 90% 이상(630kg) 농축된 HEU로 운영됩니다. 이는 일부 연구용 원자로가 사용하는 것보다 수백 배 더 많고 수십 개의 폭탄을 만들기에 충분한 양이라고 Kuperman은 추정합니다. 우라늄은 1969년부터 1990년까지 INL에서 운영된 또 다른 연구용 원자로에서 남은 것이라고 그는 말합니다.

HEU를 사용하면 MCRE가 상대적으로 작고 저렴한 상태로 유지하면서 용융염 동력로를 설계하고 허가하는 데 필요한 데이터를 생성할 수 있다고 Lyman은 말합니다. DOE는 MCRE의 1억 1,300만 달러 비용 중 9,000만 달러를 충당할 것이며 원자로는 몇 년 안에 가동될 것입니다. 그러나 그 절약형 설계는 미국의 신뢰성을 떨어뜨릴 것이라고 무기 통제 및 비확산 센터의 전무이사인 존 티어니(John Tierney)는 말했습니다. "이것은 많은 사람들에게 위선적인 것으로 보일 것입니다."

1950년대와 60년대에 미국은 전 세계에 연구용 원자로 건설을 도왔고 그 중 다수에 HEU를 제공했습니다. 1970년대에는 방향을 바꾸어 원자로에서 HEU를 제거하고 본국으로 송환하려는 노력을 주도했습니다. 국제원자력기구(International Atomic Energy Agency)에 따르면 HEU를 사용하는 연구용 원자로 171개 중 71개는 저농축 연료로 전환했고 28개는 폐쇄됐다. 하지만 미국의 연구용 원자로 5개는 여전히 HEU를 사용하고 있다.

이 문제는 새로운 원자로 개발을 열망하는 DOE의 원자력 에너지국과 핵무기를 통제하고 비확산을 위해 노력하는 국가 핵 안보국 사이의 긴장을 강조한다고 Kuperman은 말했습니다. 그와 다른 사람들은 DOE와 조 바이든 대통령 행정부에 이 계획을 재고하도록 독려하는 편지 초안을 작성했습니다. "그들이 잘못된 결정을 내리면 그들이 생각하는 것보다 훨씬 더 많은 비확산 체제가 훼손될 것이라고 생각합니다."