가압중수로 (Pressurized Heavy Water Reactor)
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
가압중수로의 연료 특성을 설명하는 문장입니다.
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. 가압중수로는 감속재와 냉각재로 중수소를 사용하는 중수를 채택해 중성자흡수가 경수보다 훨씬 적기 때문에, 농축하지 않은 천연우라늄을 연료로 그대로 사용할 수 있다는 것이 가장 큰 특징입니다. 캐나다에서 개발된 CANDU 노형이 대표적입니다. 수백 개의 압력관이 개별적으로 연료다발과 냉각재를 감싸는 압력관형 구조를 채택해, 하나의 대형 압력용기를 쓰는 경수로와는 기계적 구조 자체가 다릅니다.
주의할 점
중수는 일반적인 물(경수)과 화학적으로는 유사하지만 원자로 물리 특성이 달라, 두 원자로 형식의 노심설계와 연료 관리 방식을 동일하게 취급해서는 안 됩니다. 천연우라늄을 쓰는 대신 연료 소모가 빨라 교체 빈도가 잦고, 이를 감안해 가동 중에도 연료를 교체할 수 있는 온라인 재장전 방식을 채택한 점이 대부분의 경수로와 다른 운영상의 특징입니다.