[에너지코리아뉴스] 미국 에너지부 산하 아이다호 부지(Idaho Site)의 정화작업을 진행하고 있는 CH2M-WG 아이다호(CWI)사가 원자로에 대한 영구 폐쇄작업을 진행하고 있으며, 남아 있는 소듐 냉각재도 6개월 내에 일정과 비용을 준수하여 처리할 예정으로 알려졌다.
CWI는 6월 30일 제염 및 해체(Decontamination and Decommissioning, D&D) 프로그램을 통해 약 2,600 입방미터의 콘크리트를 실험용증식로-II(Experimental Breeder Reactor-II, EBR-II) 건물에 타설해 남아 있는 모든 공간을 채워 실질적으로 영구 폐쇄시켰다고 발표했다.
또한 원자로의 9개 열교환기에 남아 있는 소듐 냉각재를 제거하고 처리하는 작업을 수행해 열교환기는 원자로가 가동 중일 때 액체 금속을 냉각시키고 증기를 발생시켜 터빈을 돌려 전기를 생산하는데 사용할 예정이다.
EBR-II는 미국의 일체형고속로(Integral Fast Reactor, IFR)를 기반으로 만들어진 것으로 당시 미국국립과학원(National Academy of Sciences)이 향후 원자로형을 연구하는데 있어 최우선 과제로 고려했던 설계다.
이 원자로는 전기야금학적 ‘파이로프로세싱(pyroprocessing)’ 핵연료 가공 및 고속로를 동일 부지에서 완전히 통합하는 형태로 개발됐으며, 증식 모드 및 비증식 모드로 운전이 가능하다.
EBR-II는 1961년에 아르곤국립연구소 서부지역(Argonne National Laboratory-West)에서 출력 62 MWe로 가동을 시작해 원자로 안전성 향상을 위한 재료 시험 및 설계 개념 검증 등에 적용되었으며, 1986년에 일체형고속로의 고유 안전성 시험에서 그 전성기를 누렸다.
아르곤 연구소는 시험을 통해 냉각수 상실 사고 시뮬레이션에서 조종사의 개입이 없어도 안전하게 가동이 중단되고 냉각이 진행될 수 있음을 입증했다. 1994년에 가동을 중단한 원자로는 핵연료를 제거한 뒤 안전한 저장을 위한 다른 시설로 이전됐다.
美에너지부는 원자로를 이전하는 대신 밀봉하는 방법을 선택해 작업자들이 방사선에 노출되는 위험을 줄였고, 2년에 걸쳐 원자로 용기를 밀봉하는 작업이 진행돼 최근에서야 나머지 공간의 밀봉작업이 완료됐다고 CWI는 밝혔다. 최근 에너지부는 소듐 보일러 건물 철거를 위한 준비에서 설계 개발 비용 감축 방법을 승인하기도 했다.
최종적으로 EBR-II 원자로를 감싸고 있는 대형 콘크리트 돔이 제거되고 60~90cm 두께의 콘크리트 덮개가 나머지 구조물을 차단하게 된다. 3년에 걸쳐 7억 3,000만 달러가 투입된 프로젝트는 에너지부의 환경관리국(Office of Environmental Management) 예산으로 진행되었으며, 스네이크 강 평원 대수층(Snake River Plain Aquifer)을 보호하고 위험을 조기에 감소시키는 것에 집중하고 있다.
IFR 프로그램의 목표는 공학적 통제를 벗어난 고유의 안전성을 입증하는 것과 모든 악티나이드(actinides) 원소를 재활용해 고준위 방사성 폐기물 관리를 개선하는 것으로 핵분열 생성물만 고준위 폐기물로 남기고 약 1% 정도에 그치는 우라늄의 모든 잠재적인 에너지를 최대로 활용하는 것이다.
1994년에 중단된 프로그램을 통해 이 모든 특성이 입증되었으나 넵튜늄과 아메리슘의 재활용은 적절하게 평가되지 못했다. IFR 연료는 1986년에 처음 장전되어 기존 원자로가 3~4%에 불과한 것에 비해 19%의 연소도를 기록했으며 22%를 목표로 했다.
IFR 프로그램은 현재 신형원자로주기구상(Advanced Fuel Cycle Initiative)의 일부로 재평가되고 있으나 EBR-II는 해체에 돌입했다. 200~300MWe급의 EBR-III가 제안되었으나 개발되지 않았다.
출처:KISTI