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중국 용융염 원자로, 세계 최초 토륨-우라늄 연료 전환 달성

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#원자력#토륨#용융염원자로#중국#에너지
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중국 SINAP의 TMSR-LF1 원자로가 세계 최초로 용융염 원자로에 토륨을 투입하고 토륨-우라늄 핵연료 전환에 성공함. 가동 중 연료 교체가 가능하고 핵폐기물을 크게 줄이는 것이 장점이며, 2035년까지 100MWt급 시범 사업을 목표로 함.

  • 1

    2MWt TMSR-LF1이 2023년 10월 첫 임계 달성 후 2024년 10월 세계 최초 토륨 투입

  • 2

    액체 연료라 가동 중 연료 교체 가능, 방사성 폐기물 대폭 감소

  • 3

    2035년까지 100MWt급 토륨 용융염 원자로 시범 완료 목표

  • 중국 상하이 응용물리연구소(SINAP)의 TMSR-LF1(2MWt 용융염 원자로)이 세계 최초로 토륨-우라늄 핵연료 전환에 성공했음
  • 2018년 9월 착공, 원래 2024년 완공 예정이었으나 작업을 앞당겨 2021년 8월에 완공. 2023년 10월 11일 첫 임계(지속적 핵반응)에 도달함
  • 2024년 10월에 세계 최초로 용융염 원자로에 토륨을 투입, 독자적인 토륨-우라늄 연료 순환 연구 플랫폼을 구축함

❗중요

> 기존 가압수형 원자로는 연료 교체 시 가동을 멈추고 압력용기 뚜껑을 열어야 하지만, 용융염 원자로는 핵연료가 냉각재에 녹아 순환하기 때문에 가동 중 연료 교체가 가능함

  • 연료 농축도 20% 미만의 우라늄-235 사용, 토륨 재고량 약 50kg, 전환비 약 0.1
  • 리튬-베릴륨 불화물(FLiBe, Li-7 99.95%) 비옥 블랭킷에 사불화우라늄(UF4)을 연료로 사용하는 구조
  • 이 설계는 연료 활용도를 높이고 방사성 핵폐기물 생성을 크게 줄이는 것이 장점
  • 다음 목표는 2035년까지 100MWt급 토륨 기반 용융염 원자로 시범 사업을 완료하는 것
  • 용융염 원자로(MSR)는 저압 상태에서 용융 불화물 염을 1차 냉각재로 사용하며, 토륨에서 핵분열성 우라늄-233을 증식하는 방식이 핵심임

토륨 용융염 원자로는 수십 년간 이론에 머물렀는데 중국이 실제 운영 데이터를 확보한 첫 사례. 2MWt에서 100MWt로의 스케일업이 핵심 도전 과제가 될 것.

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