가압중수로 (Pressurized Heavy Water Reactor)

한 줄 정의: 중수(중수소가 포함된 물)를 감속재와 냉각재로 사용하는 가압형 원자로로, 천연우라늄 연료를 사용할 수 있는 것이 특징입니다.

쉽게 풀면

가압중수로는 가압경수로와 비슷하게 물을 고압 상태로 유지해 끓지 않게 만들지만, 이때 사용하는 물이 일반 물이 아니라 중수라는 특수한 물입니다. 중수는 중성자를 덜 흡수하는 성질이 있어, 농축하지 않은 천연 우라늄만으로도 원자로를 가동할 수 있게 해줍니다. 이 덕분에 연료 농축 시설이 없는 나라에서도 자체적으로 연료를 조달하기 쉬운 것이 장점으로 꼽힙니다. 캐나다에서 개발된 캔두(CANDU)형 원자로가 대표적인 예입니다.

왜 중요한가

가압중수로는 천연우라늄을 연료로 쓸 수 있어 핵연료 주기 측면에서 경수로와 다른 특성을 보이며, 이 때문에 원자력공학 논문에서 연료주기, 핵비확산, 노심설계 비교 연구의 대상으로 자주 다뤄집니다. 우리나라도 과거 가압중수로를 운영한 경험이 있어 국내 연구에서도 참고 대상이 됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"가압중수로는 천연우라늄을 연료로 사용할 수 있어 농축시설이 필요 없는 것이 특징이다."

가압중수로의 연료 특성을 설명하는 문장입니다.

"캔두형 가압중수로의 압력관 다발 구조는 경수로의 일체형 압력용기와 구조적으로 차이가 있다."

가압중수로의 노심 구조가 경수로와 다르다는 점을 설명하는 문장입니다.

조금 더 깊게 보면

가압중수로는 하나의 큰 압력용기 대신 다수의 개별 압력관에 연료다발을 넣는 구조를 가지는 경우가 많으며, 이는 운전 중 연료 교체를 가능하게 하는 등 경수로와 다른 운영상의 특징으로 이어집니다. 중수는 경수보다 중성자 흡수가 적어 중성자 경제성이 높다는 점도 설계상의 중요한 특징입니다.

주의할 점

중수는 일반적인 물(경수)과 화학적으로는 유사하지만 원자로 물리 특성이 달라, 두 원자로 형식의 노심설계와 연료 관리 방식을 동일하게 취급해서는 안 됩니다.