핵무장얘기가 나오면서 가장 기본적인 사항을 지적하고자 함
과연 중수로에서 나온 사용후 핵연료를 원료로 하여 무기급 플루토늄을 추출할 수 있을 것인가?
이것에 대해서 너무 많은 논란이 오고 가기 때문에 비전문가인 나로서는 섣불리 결론을 내릴수가 없음
그래서 일단 팩트만 정리해보겠음
일단 내가 아는 핵폭탄에 사용되는 핵물질은 2가지, Pu-239와 고농축 U-235임
우라늄을 사실상 외부에서 수입해야 하는 물자이고 고농축을 위한 설비와 시간등을 고려하면 고농축 우라늄은 가장 가능성이 없는 핵물질로 보임.
결국 우리나라에 쌓여 있는 사용후 핵연료에서 추출할 수 있는 Pu-239가 우리가 사용하기에 가장 가능성 높은 핵연료임.
Pu -239는 U-238에 중성자가 1개 더 달라붙은뒤 베타붕괴를 거치면 생성되는 물질임
그리고 Pu-239에 중성자가 1개 더 달라붙게 되면 Pu-240이 됨. 중성자가 1개 더 달라붙으면 241이고 또 하나 붙으면 242가 됨.
그래서 사용후 핵연료에서 각 원소별로 함량을 분석하면 239가 제일 많고 그 다음이 240, 241, 242 임
그래서 시간이 지날수록 아래처럼 플루토늄-240이 많아짐
하필 왜 경수로보다 중수로의 사용후 핵연료에 주목하느냐면 중수로는 경수로보다 핵연료 교체주기가 짧기 때문임.
다시 말해 Pu-239가 Pu -240으로 변환되는 시간이 더 짧음.
중수로의 경우 핵연료를 1년 만에 교체하기 때문에, 쓰고 남은 핵연료 속에 플루토늄-239가 많지만, 3~5년 주기로 핵연료를 교체하는 경수로의 경우 쓰고남은 핵연료에는 플루토늄-24X 의 함량이 많음.
그렇다고 중수로의 사용후 핵연료의 플루토늄에 오로지 Pu-239만 있느냐? 그건아님.
명백히 Pu-240, 241, 242등이 함유되어 있음. 다만 경수로보다 Pu-239의 함량이 더 높을 뿐임
아래는 노형별 사용후 핵연료의 Pu별 함유량임
중수로에 해당하는 CANDU 사용후 핵연료의 239의 함유량이 66% 수준으로 비교적 높기는 하지만 Pu-240의 함유량도 26%수준으로 적지 않은 상태임.
무기급 플루토늄생산로로 사용된 매그녹스형이 일단 압도적으로 239의 함량이 높고 그 다음이 캔두형 나머지는 50%를 좀 넘는 수준인 것을 알 수 있음.
보통 무기급 플루토늄은 240이 7%미만이어야 한다고 알려져 있음
중수로에서 플루토늄을 가공한다면 Pu240이 26%에 달해 도저히 무기급으로 사용할 수 있는 수준이 아님.
즉 고순도 무기급 플루토늄은 확보가 어렵다고 볼 수 있음
최근에는 플루토늄-240 농도가 비교적 높아도 핵무기를 만들 수 있을 정도로 기술이 발전했다는 얘기가 있긴 한데 그게 어느 정도 높아야 가능한지 알려진바가 없는 상태임.
아직 정식 핵개발도 안된 상태인데 그런 불순물까지 극복할 수 있는 핵기술을 확보할 수 있을지는 솔직히 회의적으로 봄
요약해 보겠음
중수로가 경수로보다 무기급 Pu의 생산에 적합한 이유는 Pu-239의 함량이 경수로보다 높기 때문
중수로연료는 사용시간이 짧아 Pu-239가 240으로 변환되는 시간이 짧기 때문임
중수로의 사용후 핵연료의 Pu240함량은 26% 수준이라 무기급 7% 미만에 비해 한참 못미침
최근 Pu240 농도가 높아도 핵무기를 만들 수 있을 정도로 기술발전이 있다지만 정확히 알려진바 없음
한국이 고순도 핵물질 확보는 어려운데 비해 현시점에 그것을 극복할 기술이 있다고 보기 어려움
출처
[취재파일] "모든 원전에서 플루토늄 생산 가능"…북한 원전 추진 논란
[특집 | 위기의 한반도] 과학기술자들이 말하는 한국의 핵무장
https://m.dcinside.com/board/war/2602944
https://radioactivity.eu.com/nuclearenergy/plutonium_isotopes
https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/plutonium.aspx
그럼 북한 경수로도 무기급 플루토늄 확보에는 한계가 있나?
당연함 - dc App
북괴가 대출력 중수류나 흑연감속로가 없는게 다행이네
월성에 들어간 CANDU 중수로가 왜 핵물질 획득에 유리한지에 대해서 이해할 필요가 있음 1. 원자력발전소가 플루토늄을 만드는 경로는 천연우라늄(우라늄238) -> 중성자 조사 -> 우라늄239 -> 플루토늄239인데 문제는 플루토늄239는 중성자를 맞으면 플루토늄240으로 변신함(이게 무기에 좋지 않음) 즉 연료봉을 장입하면 발전기간동안 유지되면서 우라늄238이 플루토늄239를 만들면서 동시에 시간이 지나감에 따라 플루토늄240의 비율도 늘어나는 식임 2. 재미있는건 그렇다면 한창 발전을 진행중인 연료봉을 빼면 어떻게 되느냐는거지 원자로에 장입된 연료봉에서 플루토늄 240의 비율은 약 3~6개월차부터 늘어나기 시작함(댓글 글자제한으로 이어감)
그 말인즉슨 아직 발전 주기 상에서 충분히 성숙되지 않은 현재 발전 중인 연료봉 안에는 다수의 우라늄238과 순도가 아주 높은 무기급의 플루토늄239가 획득 가능하다는 의미임 공교롭게도 CANDU의 최대 장점은 연료봉을 언제든지 쏙쏙 뺼 수 있다라는 점에 있어서 원하는 타이밍에 원하는 연료봉을 뺴낼 수 있음 즉 무기급의 플루토늄을 가지고 있는 연료봉을 필요하면 언제든지 뽑아낼 수 있다는거임 특별한 이야기를 하는게 아니라 애초에 인도도 핵물질을 이렇게 확보한거라서 한국도 당연히 가능함
그동안 경제성운전을 한 상태라 그런 비율로 쌓인 연료는 없음. 지금부터 그짓을 해야 한다는건데 - dc App
오늘 오전 즈음에 올라왔던? 월간조선 기사에서 핵물리학자들이 굳이 언급하지 않았거나 의도적으로 언급하지 않은 핵개발루트가 이거임 월성 연료봉을 뽑아서 이미 보유하고 있는(감시되는) 핫셀에서 대놓고 처리하기 루트 당연히 국제사회는 한국이 연료봉을 뽑는 그 시점에서 알아채고 점마들 머함?????? 비상!!! 이러겠지만 그걸 감수한다는 전제하에서 핵연료는 아주 빠르게 획득 가능함 1개월은 뭐... 아무리 그래도 그렇게 되겠나 싶지만 국가적 의지가 있다는 가정 하에서는 아주 빠르게 가능하다는 의미
그리고 그짓을 하면 전체 Pu의 절대량이 작음. 239의 비율은 높아도 - dc App
전체 Pu의 절대량이 작은건 큰 문제가 안됨
핵무기 개발은 0 -> 1의 싸움이지 그 이후로 몇 개가 있는지를 다투는 게임이 아니기 때문임
그리고 참고 삼아서 말하자면 이미 발전이 끝난 원자로급 플루토늄을 가지고 핵기폭이 가능한지는 미국이 1962년에 이미 실험했고
가능함
https://npolicy.org/greg-jones-americas-1962-reactor-grade-plutonium-weapons-test-revisited/
그리고 월성에 CANDU가 4기가 있는데 당연히 핵연료 교체주기가 겹치지 않기 때문에 자연스럽게 원전 1~2개는 내가 말한 무기급 플루토늄 추출이 가능한 연식의 연료봉이 매우 높은 확률로 있을 수밖에 없음
기사 내용이 흥미롭네. 당시 PU240의 함량이 15~20%정도라는 얘기인것 같은데 60년대에 그게 가능하다면 흠~ - dc App
월성1호기는 정지했으니 지금은 3대만 있는셈이지 - dc App
뭐 사실 3대건 4대건 상황은 달라지지 않음 어차피 원자력 발전소의 발전 자체가 노심 중심부는 빠르게 핵반응이 일어나고 사이드는 느리게 일어나기 때문에(노심의 중앙일수록 중성자 조사도가 높아서) 경제적 운용을 위해서 연료봉 자체도 계속 셔플해주기도 하고 빼내는 것도 시간차를 두기 때문에 핵연료봉을 한 번에 다 뽑고 새로 집어넣는 식으로 돌아가지도 않음 애초에 그렇게 유기적으로 연료봉을 운용해서 최적효율로 발전을 계속하는게 CANDU의 장점이기도 함 아무튼 이와 같은 이유로 현재 월성 원전 안에는 무기화 가능한 연료봉이 통계적으로 반드시 들어있을 수밖에 없음
아하? 연료봉장입위치에 따라 239의 비율이 달라진다?? 그러니까 이해가 쉽네. 이건 IAEA도 통제가 어려운 부분이긴하네. 그럼 보관언료봉마다 장입위치등이 기록되어 있다면? - dc App
가장 239비율이 높은 위치의 연료봉을 뽑으면 되겠군 - dc App
인도가 연료봉 야바위술을 시전해서 핵개발을 성공적으로 이끌어낸 바가 있기 때문에 당연히 IAEA는 모든 연료봉 활동을 철저하게 감시중임 여기서 말하는 핵확산 시나리오는 한국이 미쳐서 제재고 뭐고 당장 핵무기를 만들어내야겠다! 라고 했을 때 핵무기 진짜 빠르게 만들 수 있다는걸 의미하는거지 몰래 만들 수 있다는 의미는 전혀 아님
애초에 월성원전이 인도 하는거 보고..'오호라' 하고 70년대에 착공 시작한거 아니었나 - dc App
그럼 FM대로는 중수로는 외곽핵연료를 주기적으로 중앙으로 옮기나? 아니면 중앙부만 자주 교체함? - dc App
내말은 당장 쌓여있는 쓰레기에서 무기급 플루토늄을 추출할 수 있냐고 묻는다면 가능이라는거지? - dc App
그게 아니라 그냥 현재상태에서 외곽의 연료봉만 빼서 추출할 수 있다는건지? - dc App
오
1. 주기적으로 중앙부로 옮김 2. 이미 쌓여있는 쓰레기는 니가 말한 플루토늄240 이슈가 있음 극복 가능하다는 실험 결과도 있지만 굳이? 음모론적으로 접근하자면 핵개발 의지가 있던 과거 정권이 분명히 있었는데 의도적으로 미성숙한 상태에서 발전 끝났습니노 하고 꺼내놓은 연료봉이 단 하나도 없을까? 라는 발상은 가능하겠지만 말임 이건 어디까지나 음모론적 사고 3. ㅇㅇ
대충 무슨말인지는 알겠음. 쌓여있는 15000톤 사용후 핵연료가 좀 아깝네. 잠재력은 있는 쓰레기지만 - dc App
핵무기 도대체 몇 개를 만들려고... 월성에 이미 들어있는걸로 목표달성은 충분함 어차피 한 번 핵무기 만들고난 다음에는 핵무기 늘리고 싶으면 월성 자체가 핵무기 제작을 위해 3~6개월 단위로 연료봉 전체 교체하는 과정을 거치면 됨 3개월마다 원자로 4개 분량의 연료봉이 계속 나온다고 쳐도 핵탄두 순식간에 퐁퐁 늘어난다
근데 그건 외부에서 핵연료를 계속 공급받는 전제하에서만 가능한 시나리오잖아. 당장 끊기면 쓰레기뒤져야되는데 - dc App
흥미로운 사실은 아까 니도 언급했다시피 그런 과정을 거쳐서 나온 연료봉은 고순도의 플루토늄이 적은 함량으로 들어있고 나머지는 여전히 핵반응을 거치지 않은 천연우라늄이란 말이지? 그래서 플루토늄 추출하고 남은 천연우라늄 그냥 다시 연료봉 만들어서 넣으면 됨 애초에 서방에서도 핵개발할 떄 그렇게 플루토늄 생산했음 물론 이 무슨 돈낭비인가 싶기는 하겠지만 핵개발 자체가 돈 낭비지 엄밀히 따지면
장기적으로 대량의 핵무기를 생산해내기 위해서는 전문 재처리 시설이 필요하겠지만
어떻게든 소수라도 만들어서 핵보유국을 선언해야 한다는 전제 하에서는 이미 원자력연구원이 가지고 있는 핫셀이 있기 때문에 거기서 재처리가 가능함
정부 기관에서 운영중인 아래 블로그에서 핫셀 홍보하면서 이걸로 연료봉 쪼개고 조사하고 오만잡다한거 다 하고 있다고 자랑하고 있네 ㅋㅋ
https://m.blog.naver.com/leemk337715/220539685057
물론
저런 시설은 핵무기 생산을 위한 설비가 아니기 때문에 아주 비효율적이기야 하지만 부랴부랴 핵탄두 몇 개 만들 플루토늄 뽑아내는 정도는 문제없음
글쎄 무기화 가능한 핵연료를 만들 수 있습니까! 없습니까! 에 답하는건 기술의 영역이라 예 아니오로 답할 수 있고 예라고 답했지만 그런 질문은 이제 기술적 가능 여부가 아니라 생산의 영역이라 내가 답할 수 있는 부분이 아닌거 같음
다만 이제 산술적으로 생각해보면 핵탄두 1개당 10kg 내외의 플루토늄이 요구되고 10개면 100kg잖아 통상 3개월~6개월 정도 CANDU에서 운용한 연료봉은 1퍼센트보다 좀 적은 정도의 플루토늄239가 산출되는데 1퍼센트라고 대충 짬때리고 계산하면 연료봉 10톤치가 필요한거지 월성 원자로 4기에서 연간 350톤치의 연료봉이 나오니까 플루토늄 양산을 위한 저율 핵반응 모드로 가동할 경우 3개월에 350톤은 나온다고 봐야 하는거고 그러면 핵탄두 350개치라고 봐야겠지? 진짜 대충 짬때린거라 아주 부정확하지만 말임 결국 중요한건 핵연료봉 산출량이 아니라 재처리 역량이고 재처리가 되는만큼 핵물질은 나올거임 이건 내가 안만들어봐서 모르겠습니노 ㅋㅋ
월간조선 인터뷰는 뭐 상식선에서 다짜고짜 월성에 군대 보내서 마 핵연료봉 꺼내라 개쉐이야 이러는 또라이짓을 할거라는걸 배제하고 말한거겠지 보통 핵개발한다 그럴때 몰래 개발하는걸 말하는거지 그렇게 강짜로 아무튼 만들거니까 다 비켜!! 하는걸 전제로 두진 않은거니까 일부러 그런건 아니라고 생각함 그리고 만약 의도가 있었다 하더라도 그 사람들의 지위가 있는데 상식선에서 핵무기 N개월 컷입니노~ 하는건 너무 사회적 반향이 크기도 하고 말임 난 충분히 할만한 워딩이었다고 생각함
나도 원자력전공이지만 노심/핵연료 쪽은 아니라 잘 몰랐는데, 궁금한거 잘 알아간다..
한창 발전 진행중인 연료봉을 뺀다고쳐도 239가 되지못한 우라늄238(불순물)도 꽤 섞여있지 않음? 이걸 걸러내서 플루토늄239를 얻는과정에서 재처리가 필요한거 아님?
우라늄과 플루토늄은 화학적으로 다르기 때문에 화학분리가 쉬윔. 이게 재처리임
개쩔고 제미있는 내용 - dc App
https://m.dcinside.com/board/war/3794049
실무자들끼리
대화해보니 개소리로 판별
(댓글내용이) - dc App