차세대 핵연료 시험 연료봉 기술 개발에 올해 37억원 투입
(서울=연합뉴스) 이재영 기자 = 정부가 기존 핵연료보다 '우라늄-235'(U-235)를 더 농축해 담은 차세대 핵연료(LEU+) 개발에 본격적으로 나선다.
25일 기후에너지환경부가 최근 확정해 공고한 '2026년 전력산업 기반 조성사업 시행계획'과 '2026년 에너지기술개발사업 통합 시행계획'에는 LEU+ 시험 연료봉 기술을 개발하기 위해 올해 전력산업기반기금을 통해 37억200만원을 투입한다는 내용이 담겼다.
현재 경수로형 원전에는 U-235 농축도가 5% 이하인 핵연료가 사용된다.
천연 우라늄에는 U-235는 0.7% 정도이고 나머지는 우라늄-238(U-238)이다.
핵분열을 해 연료가 될 수 있는 쪽은 U-235다. 경수로형 원전에 투입하는 핵연료는 U-235를 3∼5% 농도로 농축해 만든다. 이렇게 만들어진 핵연료를 '저농축 우라늄'(LEU·Low Enriched Uranium) 핵연료라고 한다.
LEU+는 U-235 농축도를 LEU보다 높은 5∼10%로 끌어올린 핵연료를 말한다.
LEU+를 개발하려는 이유는 연소도(일정량 핵연료로 만들어낸 에너지량)를 높이고 연료 교체 주기를 늘려 원전 경제성을 더 확보하는 한편 원전에서 같은 양의 전기를 생산할 때 발생하는 사용 후 핵연료 양을 줄이기 위해서다.
소형모듈원자로(SMR) 등 차세대 원전에는 LEU+가 투입돼야 할 것으로 원전 업계는 예상한다.
앞서 정부는 2024년 12월 수립한 '제5차 에너지기술개발계획'에서 2033년까지 U-235 농축도 7∼8%, 연소도 68GWD/MTU의 LEU+를 개발한다는 목표를 제시했다.
미국에서는 작년 12월 유렌코USA가 당국으로부터 U-235 농축도를 10%까지 높여도 된다고 승인받은 지 3개월만에 8.5% 농축도를 가진 LEU+를 생산해내기도 했다.
한국은 한미원자력협정 때문에 핵연료를 전량 수입에 의존한다.
이에 LEU+ 자체 개발에 나서는 한편 초기 물량을 안정적으로 확보하는 데도 노력해야 한다는 지적이 나온다.
한국원자력학회 원자력이슈위원회 핵연료전문위원회는 작년 4월 내놓은 '핵연료 주기 기술 현안 진단과 해결 방안 정책 제언' 보고서에서 "우리나라는 2030년 전후로 상용화 시험을 위한 LEU+ 수요가 발생하고 2040년대 초반 본격적으로 상용 LEU+ 핵연료 수요가 발생할 것으로 예상된다"면서 "LEU+ 핵연료는 기존 공급사를 통해 수급이 가능하나, 초도 공급량이 제한적일 것으로 예상되는 만큼 적기에 수급할 수 있도록 긴밀한 협의가 필요하다"고 지적했다.
한편 2026년 전력산업 기반 조성사업 시행계획에는 제주 가파도에 태양광과 히트펌프를 보급, 'RE100'(재생에너지 100%) 마을을 조성하기 위해 80억원을 투입한다는 계획도 담겼다.
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