원자로

3. 구성 요소

원자로는 핵연료, 감속재, 제어봉, 냉각재, 그리고 여러 구조물로 구성된다. 핵연료로는 주로 우라늄-235가 사용되며, 핵분열 반응을 제어하고 유지하기 위한 장치들이 필요하다.^[78]

• 핵연료: 핵분열을 일으키는 물질로, 대개 우라늄을 사용한다. 우라늄 중에서도 핵분열이 쉬운 우라늄-235가 주로 사용된다.
• 천연 우라늄
• 저농축 우라늄 연료
• 고농축 우라늄 연료
• MOX 연료
• 감속재: 핵분열 속도를 조절하는 물질이다. 핵분열에서 방출되는 빠른 속도의 중성자는 에너지를 잃고 느린 속도의 열중성자가 되어야 핵분열을 더 잘 일으킬 수 있다.
• 제어봉: 핵분열 연쇄 반응을 제어하는 장치이다. 중성자 독으로 만들어져 중성자를 흡수하며, 제어봉을 원자로에 넣거나 빼는 방식으로 핵분열 속도를 조절한다.
• 가연성 독물: 핵연료의 초과 반응도를 제어하고 원자로 출력을 조절하며, 비상시 원자로를 정지시키기 위한 장치이다. 제어봉, 가연성 독봉, 냉각수에 섞어서 사용하는 가연성 독물질 등이 여기에 해당한다.
• 냉각재: 핵분열로 발생하는 열을 흡수하여 증기 터빈으로 전달하는 매체이다. 경수로에서는 주로 물을 사용하고, 고온가스로에서는 헬륨, 용융염 원자로에서는 용융염, 고속로에서는 액체 금속 상태의 나트륨을 사용한다.
• 반사체: 중성자가 원자로 외부로 빠져나가지 않도록 반사하는 역할을 한다.

4. 원자로 종류

원자로는 핵반응, 감속재, 냉각재, 세대, 사용 목적 등에 따라 다양하게 분류된다.

원자로의 종류는 사용하는 냉각재와 감속재에 따라 가압경수로, 가압중수로, 비등수형 원자로, 흑연로 등으로 나뉜다. 또한, 연쇄반응에 작용하는 중성자에 따라 열중성자로와 고속중성자로 등으로 구분된다.

사용 목적에 따라서는 전력생산을 위한 원자력발전로, 잠수함이나 항공모함의 동력원으로 사용되는 원자력동력로, 연구·시험·개발·교육 목적의 연구시험로 등으로 분류할 수 있다.

세계 최초의 원자로는 1942년 시카고대학교에 설치된 시카고 파일 1호(Chicago pile)이다. 이탈리아계 미국인 물리학자 엔리코 페르미가 제작했으며, 흑연 덩어리 속에 우라늄봉을 넣은 원시적인 형태였다. 페르미는 이 원자로를 통해 세계 최초로 핵분열 연쇄반응을 일으키고 관찰하는 데 성공했다.

4. 1. 핵반응에 대한 분류

• '''열중성자로''' : 감속재를 사용하여 빠른 중성자를 열중성자까지 감속시켜, 그 열중성자에 의해 핵분열 연쇄 반응이 유지되도록 설계된 원자로이다.^[81][82] 현재 거의 모든 원자로가 이 유형에 속하며, 감속재는 중성자의 속도를 늦춰 핵분열 확률을 높인다. 감속재는 종종 냉각재이기도 하며, 일반적으로 고압의 물을 사용한다.
• '''중속중성자로''' : 주로 중속 중성자에 의해 핵분열 연쇄 반응이 유지되도록 설계된 원자로이다. 감속재는 거의 사용하지 않는다.^[83]
• '''고속중성자로''' : 고속중성자에 의해 핵분열 연쇄 반응이 유지되도록 설계된 원자로이다.^[84] 감속재를 사용하지 않으며, 연료의 농축도가 높아야 한다.

4. 2. 감속재에 대한 분류

• 흑연감속 원자로
• *: 흑연을 감속재로 사용한다. 시카고 파일, 오브닌스크 1호기, 윈드스케일 파일, RBMK, 마그녹스 등 초기 원자로 대부분은 흑연을 감속재로 사용했다.^[87]
• 물 감속 원자로
• *: 물을 감속재로 사용하면 경수로, 중수를 감속재로 사용하면 중수로라고 한다.
• ** 경수로

• ** 중수로

• 경원소 감속 원자로
• *: 리튬이나 베릴륨을 감속재로 사용한다.
• ** 용융염 원자로

• ** 액체금속냉각로

4. 3. 냉각재에 따른 분류

• 가압경수로 (PWR): 일반적인 발전소와 해군에서 가장 많이 쓰이는 방식이다. 원자로와 증기발생기 사이에서 흐르는 고온고압의 1차 계통과, 증기발생기에서 터빈으로 흐르는 2차 계통으로 구분되어 있다.
• 비등수형 원자로 (BWR): 일반 화력발전소와 같은 방식으로 원자로에서 흐르는 냉각수가 원자로 내부에서 끓어 터빈을 돌리는 방식이다.
• 초임계압 경수 냉각로 (SCWR): 비등수형 원자로와 디자인이 비슷하나, 노심에 흐르는 냉각수와 감속재가 초임계유체라는 점이 특징이다.

• 용융염 원자로 (MSR): 용융염을 가지고 냉각시키는데, 대표적으로 LiF와 BeF2같은 같이 녹는 불화염을 사용한다. 보통의 MSR의 냉각재는 녹지 않는 용융염과 같이 사용된다.
• 액화 금속 냉각 원자로: 물이 감속재로 쓰여온 이후, 물은 고속 반응로에서 쓸 수 없게 되었다. 발전소에서 사용되는 고속 반응로들은 냉각재로 액화 금속을 채용하고 있다.

4. 4. 세대순에 대한 분류

• 1세대 원자로: 1950~60년대에 원자력을 평화적 목적으로 이용하기 위해 처음 개발된 원자로들이다. 초창기 원자로인 미국의 쉬핑포트 원자로와 영국의 마그녹스 원자로가 해당된다.
• 2세대 원자로: 1960년대부터 상업용 발전로가 본격적으로 건설되면서 운영되던 원자로들이다. 현재 전 세계 원자력 발전소에서 가장 많이 운영되고 있으며, 한국의 고리 1·2호기 원전과 월성 원전이 이에 해당한다.
• 3세대 원자로: 1979년 스리마일섬(TMI) 원전사고 이후 원전의 안전에 대한 관심이 높아지면서 안전성과 경제성을 향상시킨 개량 표준형 원자로들이다. 1980년대부터 개발되어 1990년대부터 본격적으로 건설·운영되었다. 한국 표준형 원전인 APR1000(Advanced Power Reactor 1000, 1000MW의 발전용량을 의미), 미국의 AP600, 월성 1호기 같은 캔두 6형 원전 등이 있다. 안전성과 경제성 개념을 더욱 강화한 것이 제3+세대 원자로이며, 유럽의 EPR, 미국의 AP1000, 한국의 APR1400, APR+, 일체형 원자로인 스마트가 이에 해당된다.
• 4세대 원자로: 향후 원자력 에너지를 담당할 미래 혁신 원자로인 제4세대 원자로를 개발하기 위한 연구가 각국에서 진행되고 있다. 소듐냉각고속로, 초고온가스로, 가스냉각고속로, 납냉각고속로, 초임계수냉각로, 용융염원자로 등이 해당된다.^[38]

• 1세대(GEN-I): 1950년대부터 1960년대 초에 가동을 시작한 초기 원자로
• 2세대(GEN-II): 1960년대 후반부터 1990년대 초에 건설된 상용 원자로
• 3세대(GEN-III): 1990년대 후반부터 2010년대에 가동을 시작한 원자로로, 2세대의 개량형으로 개발된 원자로^[99]
• 4세대(GEN-IV): 2007년 현재 연구가 진행 중인 원자로로, 천연가스 화력발전과도 경쟁할 수 있는 높은 열효율, 고도의 안전성, 방사성 폐기물 부담 최소화 및 고도의 핵확산 저항성 등의 특징을 가진 혁신적인 원자로군이다. 고온가스로는 중국에서 상용로 건설이 진행 중이다.^[100]

4. 5. 사용에 따른 분류

• 전기 생산: 발전로는 출력이 크다는 특징이 있다. 열출력은 40만kW에서 100만kW 정도로 연구용 원자로에 비해 훨씬 크다. 전력 생산을 위한 원자로 유형은 핵반응에 주로 기여하는 중성자의 에너지, 감속재, 냉각재의 종류 등에 따라 분류되는데, 냉각재(물)의 종류에 따라 분류하는 것이 일반적이다. 가압경수로, 비등경수로, 가압중수로, 기체냉각로 등 4가지 유형이 있으며, 흑연로, 용융염 원자로, 초임계수원자로, 핵융합로 등이 연구 중에 있다.^[101]
• 추진 동력원: 원자력 선박 추진은 잠수함, 항공모함, 쇄빙선 등에 활용되어, 화석연료를 쓰는 동력기관에 비해 장기간의 고효율 출력 운전을 가능하게 한다. 원자력을 사용한 로켓 추진은 우주개발, 특히 2년 이상의 장기 비행이 요구되는 장거리 행성탐사용 우주선의 동력원인 플루토늄(Pu-238) 생산에 활용된다.
• 기타: 해수 담수화, 가정이나 기업체에 필요한 열 공급, 수소 경제에 필요한 수소 생산 등에 사용된다.
• 핵변환 물질 생산: 증식로는 농축 우라늄에 의한 연쇄반응과 함께, U-238을 Pu-239로 변환한 것을 다시 연쇄반응에 사용하는 원자로이다. 고속증식로 가동 시 더 많은 연료가 생성되고, 천연 우라늄이나, U-235가 없는 우라늄을 연료로 사용할 수 있게 된다. 연기 감지기에 사용되는 아메리슘이나, 의료용 Co-60, Mo-99같은 방사성 동위원소도 만들어낸다. 핵무기에 쓰이는 무기급 플루토늄도 생산한다.
• 에너지선 생산: 중성자 방사화학 분석, 칼륨-아르곤 연대측정에 필요한 중성자선과 양전자선 선원을 공급한다.
• 연구용 원자로: 신형 원자로 개발을 위해 노심 재료 특성이나 노심 특성을 파악하고, 기존 원자로에 새로운 재료나 노심 개념 적용 전 시험을 위해 활용된다. 특별한 에너지대의 중성자를 이용해 기존 전자현미경으로 분석 힘든 물질 관찰이나 구조 연구, 시료 손상 없이 핵종물질 함량 탐지(고미술품, 고대유물 연대측정, 고가 예술품 분석) 등에 활용된다. 연구용 원자로는 선박용 원자로보다 출력이 낮으며, 대학교, 연구소에 설치되어 운영(56개국, 280기)된다. 운전원 실전 훈련, 학생 실험 및 교육용으로도 활용된다.^[102]
• 의료 및 산업 분야: 기존 화학적 방법으로 생산하기 어려운 진단 및 치료용 방사성동위원소와 산업적 용도의 동위원소 생산에 활용된다.

4. 6. 현대 원자로의 종류

• 경수로: 2014년 기준으로 전 세계 원자로의 93%를 차지하며, 전 세계 원자력 발전량의 약 95%를 생산한다.^[38]
• 가압경수로(PWR): 가압경수로는 특수한 압력용기(pressure vessel)인 가압기를 사용한다. 정상 작동 중 가압기는 부분적으로 물로 채워져 있으며, 잠수식 히터로 물을 가열하여 그 위에 수증기 기포가 유지된다. 가압기는 1차 원자로 압력 용기(RPV)에 연결되며, 가압기의 "기포"는 원자로 내 물의 체적 변화에 대한 팽창 공간을 제공한다. 가압기 히터를 사용하여 가압기 내 수증기 압력을 증가 또는 감소시킴으로써 원자로의 압력 제어 수단을 제공한다. 가압중수로(Pressurized heavy water reactor)는 가압된 격리된 열 수송 루프를 사용하는 점에서 가압경수로의 하위 집합이지만, 중수(heavy water)를 냉각재와 감속재로 사용한다.
• 비등경수로(BWR): 비등경수로는 1차 원자로 압력 용기의 하부에서 연료봉 주변의 물이 끓는 것을 특징으로 한다. 핵분열은 물을 끓게 하여 증기를 발생시킨다. 이 증기는 파이프를 통해 터빈으로 흐른다. 터빈은 증기로 구동되며, 이 과정에서 전기가 생산된다.^[42]
• 초임계수로(SCWR): 초임계수로는 원자로가 초임계 압력에서 작동하고 물이 초임계 유체로 가열되어 증기로 전환되지 않으면서 포화 증기처럼 작용하여 증기발생기에 동력을 공급하는 4세대 원자로(Generation IV reactor) 개념이다.
• 풀형 원자로는 비가압 경수 냉각 개방형 풀형 원자로(open pool reactor)를 가리킬 수 있지만,^[43] 나트륨 냉각 풀형 LMFBR(pool type LMFBR)과 혼동해서는 안 된다.
• 중수(heavy water) 냉각 원자로: 감속재 역할도 하는 중수로 냉각된 원자로의 예시는 다음과 같다.
• 초기 CANDU(CANDU) 원자로 (후기 원자로는 중수 감속재를 사용하지만 경수 냉각재를 사용한다)
• DIDO(DIDO (nuclear reactor))급 연구용 원자로
• 액체금속냉각로: 물은 감속재이기 때문에 고속로의 냉각재로 사용할 수 없다. 액체금속 냉각재에는 나트륨(sodium), 나트륨-칼륨 합금(NaK), 납, 납-비스무트 공융합금(lead-bismuth eutectic), 그리고 초기 원자로에서는 수은이 포함되었다.
• 소듐냉각고속로
• 납냉각고속로
• 가스냉각로는 순환 가스로 냉각된다. 상업용 원자력 발전소에서는 현재 영국의 AGR 원자력 발전소와 이전의 여러 1세대 영국, 프랑스, 이탈리아, 일본 발전소에서와 같이 이산화탄소가 일반적으로 사용되었다. 질소(Nitrogen)^[44]와 헬륨도 사용되었는데, 헬륨은 고온 설계에 특히 적합한 것으로 간주된다.
• 용융염로(MSRs)는 용융염, 일반적으로 플루오르화물염의 공융 혼합물(예: FLiBe(FLiBe))을 순환시켜 냉각한다.
• 유기원자로는 물 대신 바이페닐 및 테르페닐과 같은 유기 유체를 냉각재로 사용한다.

5. 핵연료 주기

열 중성자로 작동하는 원자로는 일반적으로 정제되고 농축 우라늄에 의존한다. 일부 원자로는 플루토늄과 우라늄의 혼합물(MOX)을 사용할 수 있다. 우라늄 광석을 채굴, 처리, 농축, 사용하고, 경우에 따라 재처리 및 폐기하는 과정을 핵연료주기라고 한다.^[62]

천연 우라늄의 1% 미만만이 핵분열이 쉽게 일어나는 U-235 동위원소이며, 따라서 대부분의 원자로 설계는 농축 연료를 필요로 한다. 농축은 U-235의 비율을 높이는 과정이며, 일반적으로 기체 확산 또는 기체 원심 분리 방법을 사용한다. 농축된 결과물은 이산화우라늄 분말로 변환되어 펠릿 형태로 압축되고 소결된다. 이러한 펠릿은 관에 적재되어 밀봉되며 연료봉이라고 한다. 각 원자로에는 이러한 연료봉이 많이 사용된다.

대부분의 BWR(비등수형 원자로)과 PWR(가압수형 원자로) 상용 원자로는 약 4% U-235가 농축된 우라늄을 사용하며, 중성자 경제성이 높은 일부 상용 원자로는 연료 농축이 필요하지 않다(즉, 천연 우라늄을 사용할 수 있다). 국제 원자력 기구에 따르면, 세계적으로 고농축(무기급/90% 농축) 우라늄으로 작동하는 연구용 원자로가 100기 이상 있다. 이러한 연료(잠재적으로 핵무기 생산에 사용될 수 있음)의 절도 위험으로 인해 이러한 유형의 원자로를 저농축 우라늄으로 전환해야 한다는 캠페인이 진행되고 있다.^[62]

핵분열성 U-235와 핵분열성이지만 핵분열 가능하고 생성물인 U-238은 모두 핵분열 과정에 사용된다. U-235는 열(즉, 느리게 움직이는) 중성자에 의해 핵분열된다. 열 중성자는 주변 원자와 거의 같은 속도로 움직이는 중성자이다. 모든 원자는 절대 온도에 비례하여 진동하기 때문에 열 중성자는 이와 같은 진동 속도로 움직일 때 U-235를 핵분열시킬 가능성이 가장 높다. 반면에 U-238은 중성자가 매우 빠르게 움직일 때 중성자를 포획할 가능성이 더 높다. 이 U-239 원자는 곧 플루토늄-239로 붕괴되는데, 이 또한 연료이다. Pu-239는 실용적인 연료이며, 고농축 우라늄 연료를 사용하는 경우에도 고려해야 한다. 특히 초기 U-235 장전이 소모된 후에는 일부 원자로에서 플루토늄 핵분열이 U-235 핵분열을 압도할 것이다. 플루토늄은 빠른 중성자와 열 중성자 모두로 핵분열되기 때문에 원자로 또는 핵폭탄에 모두 이상적이다.

현존하는 대부분의 원자로 설계는 열 중성자로 작동하는 원자로이며, 일반적으로 물을 중성자 감속재(감속재는 중성자를 열 속도로 감속시키는 물질) 및 냉각재로 사용한다. 그러나 고속 증식로에서는 중성자를 많이 감속시키지 않는 다른 종류의 냉각재가 사용된다. 이를 통해 빠른 중성자가 우세하게 되어 연료 공급을 지속적으로 보충하는 데 효과적으로 사용될 수 있다. 단순히 저렴한 비농축 우라늄을 이러한 원자로의 중심부에 배치하면, 핵분열하지 않는 U-238이 Pu-239로 전환되어 연료가 "생성"된다.

토륨 연료주기에서 토륨-232는 고속 또는 열 중성자로 작동하는 원자로에서 중성자를 흡수한다. 토륨-233은 베타 붕괴하여 프로탁티늄-233이 되고, 다시 우라늄-233이 되는데, 이는 연료로 사용된다. 따라서 우라늄-238과 마찬가지로 토륨-232는 생성물질이다.

원자로의 연료 저장소에 있는 에너지의 양은 종종 "정격출력일수"로 표현되는데, 이는 열에너지 생산을 위해 원자로가 정격출력으로 운전될 예정인 24시간(일)의 수를 의미한다. 원자로의 운전 주기(주기적인 연료 교체 정지 시간 사이)의 정격출력일수는 주기 시작 시 연료 집합체에 포함된 분열성 우라늄-235(U-235)의 양과 관련이 있다. 주기 시작 시 원자로 중심부의 U-235 비율이 높을수록 원자로를 더 많은 정격출력일수 동안 운전할 수 있다.

운전 주기가 끝나면 일부 집합체의 연료는 전력 생산을 위해 원자로에서 4~6년 동안 사용된 "사용후 연료"가 된다. 이 사용후 연료는 방출되고 새로운(신선한) 연료 집합체로 교체된다. "사용후"로 간주되지만, 이러한 연료 집합체에는 상당한 양의 연료가 포함되어 있다. 실제로는 경제성이 원자로에서 핵연료의 수명을 결정한다. 가능한 모든 핵분열이 일어나기 훨씬 전에 원자로는 100%의 정격출력을 유지할 수 없게 되고, 따라서 발전소 출력이 감소함에 따라 유틸리티의 수입도 감소한다. 대부분의 원자력 발전소는 운영 간접비, 특히 규제 비용으로 인해 매우 낮은 이윤 마진으로 운영되므로 100% 미만의 출력으로 운영하는 것은 경제적으로 오랫동안 지속될 수 없다. 연료 보급 중 원자로 연료 중심부에서 교체되는 비율은 일반적으로 1/3이지만, 발전소가 연료 보급 사이에 얼마나 오랫동안 운영되는지에 따라 달라진다. 발전소는 일반적으로 18개월 또는 24개월의 연료 보급 주기로 운영된다. 즉, 연료의 1/3만 교체하는 한 번의 연료 보급으로 원자로를 거의 2년 동안 정격출력으로 유지할 수 있다.

이 사용후 연료의 처리 및 저장은 상업용 원자력 발전소 운영의 가장 어려운 측면 중 하나이다. 이 핵폐기물은 방사능이 매우 높으며 수천 년 동안 위험을 초래한다.^[42] 원자로에서 방출된 후 사용후 핵연료는 현장 사용후 연료 풀로 이송된다. 사용후 연료 풀은 사용후 핵연료의 냉각 및 차폐를 제공하고 현장 직원의 방사선 노출을 제한하는 큰 물 풀이다. 에너지가 다소 감쇠되면(약 5년 후), 연료는 연료 풀에서 건식 차폐 용기에 옮길 수 있으며, 이 용기는 수천 년 동안 안전하게 저장할 수 있다. 건식 차폐 용기에 적재한 후, 용기는 불침투성 콘크리트 벙커에 있는 특별히 보호되는 시설에 현장에서 저장된다. 현장 연료 저장 시설은 상업용 항공기의 충격에도 견딜 수 있도록 설계되어 있으며, 사용후 연료에 대한 손상은 거의 또는 전혀 없다. 평균적인 현장 연료 저장 시설은 축구장보다 작은 공간에 30년 분의 사용후 연료를 보관할 수 있다.

모든 원자로가 연료 보급을 위해 정지해야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 구형 연료 원자로, RBMK 원자로, 용융염 원자로, Magnox, 고급 가스 냉각 원자로, CANDU 원자로는 원자로가 작동 중인 동안 연료를 이동할 수 있다. CANDU 원자로에서는 이를 통해 연료 요소의 U-235 양에 가장 적합한 개별 연료 요소를 원자로 중심부에 배치할 수도 있다.

핵연료에서 추출된 에너지의 양을 연소도라고 하며, 초기 연료 무게 단위당 생산된 열에너지로 표현된다. 연소도는 일반적으로 초기 중금속 1톤당 메가와트일 열로 표현된다.

6. 천연 원자로

오클로 천연원자로는 약 20억 년 전 가봉 오클로 지역에서 자연적으로 형성된 핵분열 원자로이다. 1972년 프랑스의 물리학자 프랑수아 페랭이 발견하였으며, 오클로 우라늄 광산의 세 곳의 퇴적층 아래에서 15개의 천연 원자로가 발견되었다.^[103] 이 원자로는 20억 년 전에 가동되어 시간당 평균 약 100kW 정도의 출력을 낸 것으로 추정된다.^[104][105]

이 원자로들은 우라늄-235의 방사성 붕괴로 인해 천연 우라늄 235의 함량이 낮아져 연쇄 반응을 유지할 만큼 충분하지 않아 작동이 중단되었다.

천연 원자로는 우라늄이 풍부한 퇴적층에 지하수가 유입되어 중성자 감속재 역할을 하고, 강력한 연쇄 반응이 일어나면 물이 증발하여 감속재가 사라져 원자로 출력이 감소하는 방식으로 핵반응은 100년에서 1,000년 정도 지속된 것으로 추정하고 있다.

자연 핵분열 원자로의 개념은 1956년 아칸소 대학교의 폴 쿠로다에 의해 처음으로 이론화되었다.^[104][105]

7. 한국의 원자력 발전

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8. 원자력 안전 및 사고

원자력 안전은 원자력 및 방사능 사고 및 사건을 예방하거나 그 결과를 제한하기 위해 취하는 조치를 포함한다. 원자력 산업은 원자로의 안전성과 성능을 향상시켰으며, 더 안전한 (그러나 일반적으로 미검증된) 새로운 원자로 설계를 제안했지만, 원자로가 올바르게 설계, 건설 및 운영될 것이라는 보장은 없다.^[65] 실수는 발생하며, 일본 후쿠시마 원자로 설계자들은 지진으로 인한 쓰나미가 지진 후 원자로를 안정화시키기 위한 백업 시스템을 비활성화시킬 것이라고 예상하지 못했다.^[63] NRG와 일본 원자력 안전청의 여러 경고에도 불구하고 이러한 예측은 빗나갔다. UBS AG에 따르면, 후쿠시마 원전 사고는 일본과 같은 선진국조차 원자력 안전을 완벽하게 관리할 수 있는지에 대한 의문을 제기했다.^[64] 테러 공격을 포함한 재앙적인 시나리오도 상상할 수 있다.^[65] MIT의 학제 간 연구팀은 2005년부터 2055년까지 예상되는 원자력 발전의 증가를 고려할 때, 그 기간 동안 적어도 4건의 심각한 원자력 사고가 발생할 것으로 추산했다.^[66]

9. 미래 원자로 기술

4세대 원자로는 이론적인 원자로 설계의 집합이다. 이러한 원자로들은 일반적으로 2040년에서 2050년 이전에는 상업적 이용이 가능할 것으로 예상되지 않지만,^[57] 세계원자력협회는 일부 원자로가 2030년 이전에 상업 운전에 들어갈 수 있다고 제안했다.^[58] 현재 운영 중인 원자로는 일반적으로 2세대 또는 3세대 시스템으로 간주되며, 1세대 시스템은 이미 오래전에 퇴역했다. 이러한 원자로 유형에 대한 연구는 8가지 기술 목표를 기반으로 4세대 국제 포럼(GIF)에 의해 공식적으로 시작되었다. 주요 목표는 원자력 안전 향상, 핵확산 저항성 향상, 폐기물 및 천연 자원 이용 최소화, 그리고 발전소 건설 및 운영 비용 감소이다.^[59]

• 가스냉각고속로
• 납냉각고속로
• 용융염원자로
• 나트륨냉각고속로
• 초임계수원자로
• 초고온가스로

참조

_[1] 웹사이트 Nuclear Fuel Cycle Overview https://world-nuclea[...] 2024-11-04
_[2] 웹사이트 Physics Nuclear Physics: Nuclear Reactors https://scienceres-e[...] 2024-11-04
_[3] 특허 Improvements in or relating to the transmutation of chemical elements http://v3.espacenet.[...]
_[4] 논문 Oklo reactors and implications for nuclear science
_[5] 웹사이트 Spent Fuel Reprocessing Options https://www-pub.iaea[...] IAEA 2024-08-30
_[6] 웹사이트 PRIS – Home https://pris.iaea.or[...] 2019-04-10
_[7] 웹사이트 RRDB Search https://nucleus.iaea[...] 2019-01-06
_[8] 서적 Electricity and Heat from Thermal Nuclear Reactors http://dx.doi.org/10[...] Springer Berlin Heidelberg 1982
_[9] 웹사이트 In Operation & Suspended Operation https://pris.iaea.or[...] 2024-08-30
_[10] 웹사이트 DOE Fundamentals Handbook: Nuclear Physics and Reactor Theory https://web.archive.[...] US Department of Energy 2008-09-24
_[11] 웹사이트 Reactor Protection & Engineered Safety Feature Systems http://www.nuclearto[...] 2008-09-25
_[12] 웹사이트 Bioenergy Conversion Factors https://web.archive.[...] Bioenergy.ornl.gov 2011-03-18
_[13] 서적 Nuclear Weapons: What You Need to Know https://archive.org/[...] Cambridge University Press 2011-03-17
_[14] 웹사이트 How nuclear power works http://science.howst[...] HowStuffWorks.com 2008-09-25
_[15] 웹사이트 Reactor Protection & Engineered Safety Feature Systems http://www.nuclearto[...] 2008-09-25
_[16] 웹사이트 Chernobyl: what happened and why? by CM Meyer, technical journalist. https://web.archive.[...]
_[17] 서적 Nuclear Energy Encyclopedia: Science, Technology, and Applications Wiley
_[18] 웹사이트 PRIS – Miscellaneous reports – Operational by Age https://pris.iaea.or[...] 2024-07-12
_[19] 웹사이트 How Long Can a Nuclear Reactor Last? https://www.scientif[...] 2009-11-20
_[20] 웹사이트 Status of Subsequent License Renewal Applications. https://www.nrc.gov/[...] 2022-02-24
_[21] 웹사이트 What's the Lifespan for a Nuclear Reactor? Much Longer Than You Might Think https://www.energy.g[...] 2020-04-16
_[22] 뉴스 Swedish nuclear reactors shut down over safety concerns https://en.wikinews.[...] 2006-08-05
_[23] 웹사이트 The True Lifespan of a Nuclear Power Plant https://saplnh.org/a[...] 2017
_[24] 서적 Cleanup of Large Areas Contaminated as a Result of a Nuclear Accident IAEA
_[25] 웹사이트 Extending the operating lives of Advanced Gas-cooled Reactors https://www.edfenerg[...]
_[26] 웹사이트 Nuclear decommissioning https://www.edfenerg[...] 2023-02
_[27] 웹사이트 Lifetime extension of ageing nuclear power plants: Entering a new era of risk. https://www.greenpea[...] 2014-03
_[28] 특허 Improvements in or relating to the transmutation of chemical elements http://v3.espacenet.[...]
_[29] 간행물 The First Reactor U.S. Atomic Energy Commission, Division of Technical Information
_[30] 특허 Neutronic Reactor 1955-05-17
_[31] 웹사이트 Chicago Pile reactors create enduring research legacy – Argonne's Historical News Releases http://www.ne.anl.go[...] 2013-08-21
_[32] 웹사이트 Experimental Breeder Reactor 1 factsheet https://inlportal.in[...]
_[33] 웹사이트 Fifty years ago in December: Atomic reactor EBR-I produced first electricity https://web.archive.[...] American Nuclear Society Nuclear news 2001-11
_[34] 웹사이트 The Nuclear Option — NOVA {{!}} PBS https://www.pbs.org/[...] 2017-01-11
_[35] 서적 Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century https://archive.org/[...] Princeton University Press
_[36] 뉴스 On This Day: 17 October http://news.bbc.co.u[...] 1956-10-17
_[37] 웹사이트 Science Leads the Way http://gombessa.trip[...] Camp Century, Greenland
_[38] 웹사이트 Nuclear Power Reactors in the World – 2015 Edition http://www-pub.iaea.[...] International Atomic Energy Agency (IAEA)
_[39] 논문 Fast-reactor actinoid transmutation
_[40] 웹사이트 Light Water Nuclear Reactors http://hyperphysics.[...] Georgia State University
_[41] 서적 Nuclear Engineering Elsevier 2018
_[42] 웹사이트 Nuclear Energy and Society http://www.umich.edu[...] University of Michigan
_[43] 웹사이트 Pool Reactors 1: An Introduction – ANS / Nuclear Newswire https://www.ans.org/[...]
_[44] 간행물 Emergency and Back-Up Cooling of Nuclear Fuel and Reactors and Fire-Extinguishing, Explosion Prevention Using Liquid Nitrogen. 2018-05-24
_[45] 웹사이트 Russia completes world's first Gen III+ reactor; China to start up five reactors in 2017 https://analysis.nuc[...] 2017-02-08
_[46] 간행물 "" Nucleonics Week 2003-09-25
_[47] 웹사이트 Generation IV http://www.euronucle[...] Euronuclear.org
_[48] 웹사이트 A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems http://www.gen-4.org[...]
_[49] 웹사이트 World Nuclear Association Information Brief – Research Reactors http://www.world-nuc[...]
_[50] 뉴스 HTR-PM: Making dreams come true https://www.neimagaz[...]
_[51] 웹사이트 RRDB Search https://nucleus.iaea[...]
_[52] 웹사이트 Advanced Nuclear Power Reactors http://world-nuclear[...] World Nuclear Association
_[53] 웹사이트 Nuclear Reaction: Why Do Americans Fear Nuclear Power? https://www.pbs.org/[...] Public Broadcasting Service (PBS)
_[54] 웹사이트 High Efficiency Nuclear Power Plants Using Liquid Fluoride Thorium Reactor Technology https://ntrs.nasa.go[...] 2009-10
_[55] 웹사이트 The Venezuela-China relationship, explained: Belt and Road Part 2 of 4 https://supchina.com[...] 2019-01-14
_[56] 웹사이트 Rolls-Royce Touts Nuclear Reactors as Key to Clean Jet Fuel https://www.bloomber[...]
_[57] 웹사이트 Can Sodium Save Nuclear Power? https://www.scientif[...] 2014-10-13
_[58] 웹사이트 Generation IV Nuclear Reactors https://world-nuclea[...] World Nuclear Association 2020-12
_[59] 웹사이트 Generation IV Nuclear Reactors http://world-nuclear[...] World Nuclear Association
_[60] 웹사이트 International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology, DIRECT CONVERSION OF NUCLEAR ENERGY TO ELECTRICITY, Mark A. Prelas http://isjaee.hydrog[...]
_[61] 간행물 High Thermal Efficiency X-ray energy conversion scheme for advanced fusion reactors ASTM Special technical publication
_[62] 웹사이트 Improving Security at World's Nuclear Research Reactors: Technical and Other Issues Focus of June Symposium in Norway http://www.iaea.org/[...] 2006-06-07
_[63] 웹사이트 The lessons of Fukushima http://www.thebullet[...] 2011-03-16
_[64] 웹사이트 Fukushima Crisis Worse for Atomic Power Than Chernobyl, UBS Says http://www.businessw[...] 2011-04-04
_[65] 웹사이트 Providing all Global Energy with Wind, Water, and Solar Power, Part I: Technologies, Energy Resources, Quantities and Areas of Infrastructure, and Materials http://www.stanford.[...]
_[66] 웹사이트 The Future of Nuclear Power http://web.mit.edu/n[...]
_[67] 뉴스 Report Finds Japan Underestimated Tsunami Danger https://www.nytimes.[...] 2011-06-01
_[68] 간행물 Strengthening the Safety of Radiation Sources
_[69] 웹사이트 Deadliest radiation accidents and other events causing radiation casualties http://www.johnstons[...] Database of Radiological Incidents and Related Events 2007-09-23
_[70] 웹사이트 The Worst Nuclear Disasters https://web.archive.[...]
_[71] 웹사이트 Video of physics lecture http://video.google.[...] 2006-08-04
_[72] 웹사이트 The Workings of an Ancient Nuclear Reactor http://www.scientifi[...] 2015-03-15
_[73] 웹사이트 Oklo: Natural Nuclear Reactors http://www.ocrwm.doe[...] 2006-06-28
_[74] 웹사이트 Oklo's Natural Fission Reactors http://www.ans.org/p[...] 2006-06-28
_[75] 보고서 Backgrounder: Tritium, Radiation Protection Limits, and Drinking Water Standards https://www.nrc.gov/[...] United States Nuclear Regulatory Commission 2016-02
_[76] 웹사이트 Radionuclides in Groundwater https://www.nrc.gov/[...] nrc.gov 2017-10-02
_[77] 웹사이트 地図・空中写真閲覧サービス https://mapps.gsi.go[...]
_[78] 책 안(1980)
_[79] 웹사이트 ITER의 설계 https://www.fusion.q[...] 日本原子力研究開発機構 2024-08-10
_[80] 일반
_[81] 일반
_[82] 웹사이트 ATOMICA 저감속로의 기술 개발의 진척과 과제 https://atomica.jaea[...]
_[83] 책 용어사전(1974)
_[84] 일반
_[85] 일반
_[86] 일반
_[87] 일반
_[88] 일반
_[89] 일반
_[90] 일반
_[91] 일반
_[92] 일반
_[93] 저널 소형 모듈형 원자로(SMR)을 둘러싼 국제 동향과 그 영향 https://doi.org/10.3[...] 日本原子力学会
_[94] 웹사이트 탈탄소 사회의 발전 「소형 원자로」는 선택지인가 https://www3.nhk.or.[...] 2021-05-03
_[95] 웹사이트 연구용 원자로 http://www.aec.go.jp[...]
_[96] 책 용어사전(1974)
_[97] 책 용어사전(1974)
_[98] 웹사이트 제4세대 원자로 (07-02-01-10) http://www.rist.or.j[...]
_[99] 일반
_[100] 웹사이트 제4세대 원자로의 개념 (07-02-01-11) http://www.rist.or.j[...]
_[101] 웹사이트 A Technology Roadmap for Generation IV Neuclear Energy Systems http://www.gen-4.org[...] 2006-10-05
_[102] 웹인용 World Nuclear Association Information Brief -Research Reactors http://www.world-nuc[...] 2007-05-03
_[103] 웹사이트 Video of physics lecture http://video.google.[...] 2006-08-04
_[104] 웹인용 Oklo: Natural Nuclear Reactors http://www.ocrwm.doe[...] 2006-06-28
_[105] 웹인용 Oklo's Natural Fission Reactors http://www.ans.org/p[...] 2006-06-28