CANDU

세계에서 가장 큰 캔두식 원전, 캐나다 브루스 발전소

CANada Deuterium Uranium reactor (CANDU)
캐나다식 중수-우라늄 원자로

1 개요[편집]

가압수형 원자로의 일종으로, 그 중에서도 감속재로 중수를 사용하고, 핵연료로 우라늄을 사용하는 형태의 원자로를 이른다. 중수로하면 대표적으로 꼽히는 방식으로, CANDU 그 자체가 거의 사실상의(de facto) 가압수형 중수로를 이르는 말처럼 사용되고 있다. 그러나 정확히는 캐나다의 인증이 없으면 정식 CANDU는 아닌 셈. 이름에서 알 수 있듯 캐나다에서 개발되었으며, 캐나다의 모든 원자력 발전소는 CANDU형이다.

대한민국에서는 월성원자력발전소에서 이 방식의 원자로를 기동하고 있다. 그러나 연한이 다가오는만큼, 4기 모두 폐지될 가능성이 높은 상황. 새로 지어지는 신월성원자력발전소에 사용된 원자로들은 CANDU와 붙어서 이긴 국산 개량형 가압수형 경수로(1기형 1,000 kWe급 OPR-1000)을 사용하고 있으므로, 장기적으로는 대한민국에서 중수로는 사라질 예정.

2 성질[편집]

기본적인 디자인 자체는 경수형 가압수형 원자로를 그대로 사용하고 있다. 다만 1차 계통(감속재)로 사용되는 것이 2H가 포함된 중수라는 것이 다르다. 경수의 수소원자(경수소; 1H)는 중성자가 없으며, 그 다음 수소원자(중수소; 2H)가 안정적인 형태기 때문에, 중성자를 쉽게 흡수해버리는 나쁜 감속재다. 이 때문에 연료로 농축 우라늄을 쓸 필요가 있다. 그러나 중수는 중수소가 포함되어 있으며, 그 다음 수소원자(삼중수소; 3H)는 비교적 불안정한 형태기 때문에 중성자를 쉽게 흡수하지 않고, 튕겨낸다. 이 때문에 연료로 농축 우라늄을 쓸 필요 없이, 천연 우라늄을 넣어도[1] 동작하며, 동작 중 연료봉 교체가 자유로운 편이다.

그러나 이러한 특성은 위험한 요소도 몇 개 가지고 있다. 먼저 삼중수소가 안 생기는 것은 아니다. 삼중수소는 반감기 약 12년으로 베타 붕괴를 하며 방사선을 내는 방사성 물질이다[2]. 삼중수소 밀도가 경수로에서 발생하는 양보다 크기 때문에 별도의 포집기가 필요할 수준에 이르기도 한다. 또한, 천연 우라늄을 사용할 수 있는 것이 문제가 되는데, 238U 밀도가 높은 천연 우라늄을 그대로 중수로에 돌리게 되면 무기에 쓰는 플루토늄-239 (239Pu)가 튀어나오게 된다. 플루토늄은 독성도 심할뿐더러, 무기에 사용되기 쉽기 때문에 문제가 된다. 이 때문에 북한에다가 핵 개발을 하지 말라고 경수로 지원 사업을 해준 것[3].

3 같이 보기[편집]

  • 가압수형 원자로 - 주로 가압수형 원자로는 경수로로 일컬어지기는 하지만, 디자인이 비슷하며 경우에 엄밀히는 가압수형 중수로도 포함은 된다.

4 각주

  1. 당연하지만 농축 우라늄을 쓸 수도 있다. 그러나 비용상 대개는 천연 우라늄을 쓴다. 혹은 핵연료 재처리를 통해 생산된 재처리후 연료 (MOX 연료)로도 동작이 가능하다.
  2. 물론 현재 쓰는 자체발광형 야광도료 등에도 포함되기는 하지만 대개는 극미량이다.
  3. 그러나 결국 기어이 핵 무기로의 전용에는 성공을 했다.