2. 핵연료주기(fuel cycle)
□ 핵연료는 주로 우라늄을 이용하는데 핵분열과정으로 이어지는 과정에서 우라늄은 다른 동위원소로 변하거나 원자번호가 다른 원소로 전환됨
○ 이러한 과정에서 원자로에서 사용한 연료를 재처리하게 되면 다시 연료로 사용할 수 있는 물질을 얻을 수 있어 핵연료는 주기(cycle)를 형성함
□ 핵연료주기는 아래와 같음
○ 채굴(exploration) : 자연 상에 존재하는 우라늄 원광을 캐내는 작업
○ 정련(milling) : 우라늄 원광 속에는 돌과 흙 등의 여러 불순물들이 다량 존재하므로 불순물을 제거한 후 산화우라늄(U3O8)을 생산함
○ 변환(processing) : 정련된 우라늄을 농축에 적합한 육불화우라늄(UF6)으로 변환하는 공정
○ 농축(enrichment) : 우라늄-235의 순도를 천연우라늄에 존재하는 0.71%에서 2~5% 정도로 높이는 공정
○ 재변환 : 농축된 육불화우라늄(UF6)을 이산화우라늄(UO2) 분말로 만드는 공정
○ 성형가공(fabrication): UO2 분말로 원전에 장전될 핵연료집합체를 제조
○ 재처리(reprocessing) : 사용후연료에는 핵분열물질인 플루토늄-239와 우라늄-235와 같은 물질이 약 1%가량 들어있고 나머지는 우라늄-238과 약간의 찌꺼기로 구성되어 있는데, 재처리는 유용한 핵연료물질을 분리, 회수하는 공정
○ 처분: 사용후핵연료를 영구적으로 격리하여 처분, 저장하는 공정으로 현재까지 사용후핵연료에 대하여 영구처분을 시행한 국가는 없음