인도의 3단계 원자력 발전 프로그램

India's three-stage nuclear power programme
모나자이트 분말은 희토류, 토리프인산염 광물로 세계 토륨의 1차 공급원이다.

인도의 3단계 원자력 발전 프로그램은 유명한 물리학자 호미 하바가 1950년대 남인도 해안 지역의 모나자이트 모래에서 발견된 우라늄과 토륨 매장량을 이용하여 인도의 장기적인 에너지 자립을 확보하기 위해 수립한 것이다. 이 프로그램의 궁극적인 초점은 인도의 토륨 매장량이 인도의 에너지 요구사항을 충족하는데 사용될 수 있도록 하는 것이다.[1][2] 토륨은 전 세계 우라늄 매장량의 1~2% 정도에 불과하지만 전 세계 토륨 매장량의 약 25%로 세계 토륨 매장량이 가장 많은 곳 중 하나일 정도로 인도에 특히 매력적이다.[3][4][5][6] 그러나 토륨은 번식이 필요하기 때문에 우라늄보다 연료로 사용하기 어렵고, 세계 우라늄 가격은 번식이 비용효과적이지 않을 정도로 낮게 유지되고 있다.[7]

인도는 2002년부터 2006년까지 매해 토륨에 관한 논문 수를 약 2배 가까이 발표했다.[8] 인도의 핵 시설은 인도의 경제적 추출이 가능한 토륨 매장량만을 사용하여 적어도 4세기 동안 500GWe를 생산할 수 있을 것으로 추정한다.[9]

2014년 8월 현재 인도 최초의 시제품인 고속 브리더 원자로가 2015년에[10] 첫 임계치로 예상되면서 지연되고 있으며, 인도는 러시아, 카자흐스탄, 프랑스, 우즈베키스탄에서 수천 톤의 우라늄을 계속 수입하고 있다.[11] 2005년 인도-인도 민간 핵 프로그램에 대한 30년 이상의 국제적 고립을 종식시킨 미국 핵 협상과 NSG 포기는 3단계 원자력 프로그램의 성공을 위해 지금까지 알려지지 않은 많은 대안들을 만들어냈다.[12]

출처 및 근거

참고 항목: 토륨 연료 사이클
호미 제항기르 바바 인도 원자력위원회 설립위원장 겸 인도 3단계(토륨) 프로그램 설계자

호미 바바는 3단계 핵 프로그램을 인도의 제한된 우라늄 자원 주변에서 일함으로써 핵 에너지를 발전시키는 방법이라고 생각했다.[13][14][15] 토륨 자체는 핵분열 물질이 아니므로 에너지를 생산하기 위해 핵분열을 할 수 없다. 대신 다른 핵분열 물질에 의해 연료가 공급되는 원자로에서 우라늄-233으로 변환해야 한다. 첫 두 단계인 천연 우라늄 연료 중수로와 플루토늄 연료 고속 증식 원자로는 인도의 제한된 우라늄 자원으로부터 충분한 핵분열 물질을 생성하여 방대한 토륨 비축량을 3단계 열 증식 원자로에서 충분히 활용할 수 있도록 하기 위한 것이다.[16]

하바는 3단계 접근법의 근거를 다음과 같이 요약하였다.[17]

인도에 있는 토륨의 총 매장량은 쉽게 추출할 수 있는 형태로 50만 톤이 넘는 반면, 알려진 우라늄 매장량은 이것의 10분의 1도 안 된다. 그러므로 인도의 장거리 원자력 프로그램의 목적은 가능한 한 빨리 우라늄이 아닌 토륨에 원자력 발전 기반을 두는 것이어야 한다. 천연 우라늄에 기반한 1세대 원자력 발전소는 원자력 프로그램을 시작하는 데만 사용될 수 있다. 1세대 발전소에서 생산된 플루토늄은 전력을 생산하고 토륨을 U-233으로 변환하도록 설계된 2세대 발전소에서 사용될 수 있으며, 또는 고갈된 우라늄을 번식 이득으로 더 많은 플루토늄으로 만들 수 있다. 2세대 발전소는 3세대 발전소의 중간 단계로 간주할 수 있으며, 발전소는 모두 전력 생산 과정에서 연소하는 것보다 더 많은 U-233을 생산할 것이다.

1954년 11월, 바바는 인도 초대 총리 자와할랄 네루도 참석한 '평화적 목적을 위한 원자력 발전 회의'에서 국가 발전을 위한 3단계 계획을 제시했다.[18] 4년 뒤인 1958년 인도 정부는 공식적으로 3단계 계획을 채택했다.[19] 인도의 에너지 자원 기반은 아래 표에 나타난 순서의 총 전력 출력을 산출할 수 있는 것으로 추정되었다.[20][21][22] 인도 정부는 토륨이 장기적으로 인도 국민들에게 힘을 제공할 수 있는 원천임을 인식했다.[23]

에너지 자원 유형 금액(톤) 전력 잠재력(TWE-Year)
석탄 540억 11
탄화수소 120억 6
우라늄(PHWR) 61,000 0.3–0.42
우라늄(FBR) 61,000 16–54
토륨 ~300,000 155–155 또는 358[24][25]

연료 비축량 및 연구 능력

국제원자력기구(IAEA)가 발표한 보고서에 따르면 인도는 우라늄 매장량을 제한하고 있는데, 이는 '합리적으로 보장된 자원' 약 54,636톤, '추정된 추가 자원' 2만5,245톤, '발견되지 않은 재래식 자원' 1만5,488톤, '계량적 자원' 1만7,000톤으로 구성되어 있다. NPCIL에 따르면, 이러한 비축량은 약 40년 동안 약 10 GWe를 발생시키기에 충분하다.[26] 2011년 7월, 하이데라바드 인근 카다파 지구의 툼말라팔레 광산에서 4년간 실시한 광산 조사 결과, 확인된 매장량은 4만 9천 톤으로, 15만 톤까지 상승할 가능성이 있는 것으로 보고되었다.[27] 이것은 그 지역에 대한 이전의 추정치인 15,000톤에서 증가한 것이다.[28]

IAEA와 미국 지질조사국(US Geological Survey)[29][30][31][32]에 따르면 인도는 전 세계 우라늄 매장량의 1~2% 정도에 불과하지만 토륨 매장량은 더 많다. 몇몇 심층적인 독립 연구는 인도 토륨 매장량을 세계 토륨 매장량의 30%로 설정했다.[3][4][5][6] 인도의 우라늄 생산은 광석 부족보다는 정부의 투자 결정에 의해 제약을 받는다.[33]

2011년 8월 의회에서 공유된 공식 추정치에 따르면, 한국은 963,000톤의 ToO로부터2 846,477톤의 토륨을 얻을 수 있으며, 이는 해변과 강 모래에서 발생하는 1070만톤의 모나자이트를 다른 중금속과 연관지어 얻을 수 있다. 인도 모나자이트는 약 9-10%의 To를2 함유하고 있다.[2] 846,477톤의 수치는 IAEA와 미국 지질조사국이 각각 319,000톤과 290,000톤에서 65만톤을 추산한 이전의 인도의 추정치와 비교된다. 이 80만 톤의 수치는 다른 정보원들도 제공한다.[34]

2012년 3월 21일 의회에서는 "중광물 100여 점 중 현재 약 400만 톤의 모나자이트가 함유된 17 점 만이 착취 가능한 것으로 확인되었다"고 더욱 명확히 밝혔다. 채굴 가능한 매장량은 확인된 착취 가능한 자원의 70%에 달한다. 따라서 약 225,000톤의 토륨 금속이 원자력 프로그램에 이용될 수 있다.[35]

인도는 토륨 기반 연구의 선두주자다.[36][13] 또한 토륨 연료의 사용에 관한 한 단연코 가장 헌신적인 국가로서, 토륨에 대해 중성자 물리학을 많이 한 나라는 없다.[37] 한국은 2002년부터 2006년까지 매해 가장 가까운 경쟁자로서 토륨에 관한 논문 수의 약 2배를 발표했다.[8] 1982~2004년 전 세계 모든 연구기관에서 토륨 분야에서 BARC(Babha Atomic Research Centre)의 출판 건수가 가장 많았다. 같은 기간 동안 인도는 토륨에 대한 연구 결과에서 미국에 비해 전반적으로 2위를 차지하고 있다.[38] 분석 결과 토륨 연구 출판물에 관련된 저자의 대다수가 인도출신인 것으로 나타났다.[39] 미국 로스앨러모스 국립연구소(Los Alamos National Laboratory)의 전 소장(1986~1997)인 지그프리드 헤커에 따르면 "인도는 세계에서 가장 기술적으로 야심차고 혁신적인 핵에너지 프로그램을 갖고 있다. 핵 실험 시설의 규모와 기능성은 러시아에만 매칭되고 미국에 남아 있는 것보다 훨씬 앞서 있다고 말했다.[13]

그러나 기존의 우라늄 농축 원자로는 가동하는 것이 훨씬 저렴하다. 그래서 인도는 해외에서 많은 양의 우라늄을 수입한다.[12] 또한 2011년 3월 안드라프라데시주 카다파 분지 남부의 투말라팔레 벨트에서도 우라늄의 대량 매장량이 발견되었다.

1단계 – 가압 중수로

프로그램 1단계에서는 천연 우라늄이 가압중수로(PHWR)가 전기를 생산하면서 플루토늄-239를 부산물로 생산한다. PHWR은 우라늄 활용 측면에서 가장 효율적인 원자로 설계를 가지고 있었기 때문에 1단계를 구현하기 위한 자연스러운 선택이었고, 1960년대 기존의 인도 인프라에서는 PHWR 기술의 빠른 채택이 가능했다.[40] 인도는 우라늄 농축시설(LWR 필요)보다 중수 생산시설(PHWR 필요)을 만드는 것이 더 쉽다고 정확하게 계산했다.[41] 천연 우라늄은 핵분열성 동위원소 우라늄-235의 0.7%만 함유하고 있다. 나머지 99.3%의 대부분은 핵분열체는 아니지만 원자로에서 핵분열 동위원소 플루토늄-239로 변환할 수 있는 우라늄-238이다. 감속재 및 냉각재로 중수(중수소, DO2)가 사용된다.[42] 이 프로그램이 시작된 이후, 인도는 캐나다에서 공급된 원래의 CANDU 원자로에서 파생된 IPHWR 시리즈로 순차적으로 더 큰 PHWR 시리즈를 개발했다. IPHWR 시리즈는 각각 IPHWR-220, IPHWR-540, IPHWR-700의 지정에 따라 220 MWe, 540 MWe 및 700 MWe 용량의 3가지 설계로 구성된다.

인도 우라늄 매장량은 420GWe-년 총 전력용량을 생산할 수 있지만, 인도 정부는 기존 공장들이 평생 우라늄을 공급받을 수 있도록 하기 위해 토종 우라늄 매장량만으로 연료가 공급되는 PHWR의 수를 제한했다. 미국 분석가들은 이 한도를 13GW를 약간 넘는 용량으로 계산한다.[43] 몇몇 다른 소식통들은 국내에 알려진 천연 우라늄 비축량이 소진 연료 PHWR을 통해 약 10 GW의 용량만을 허용하고 있다고 추정한다.[44][45][46][47] 3단계 프로그램은 1단계 상단으로 이 한계를 명시적으로 포함하며, 그 이상으로 PHWR을 건설할 계획이 없다.[48]

타라푸르에 있는 두 개의 BWR(Boiling Water Reactor, BWR) 유닛을 제외하고, 거의 현존하는 인도의 원자력 발전 기지(4780 MW)는 IPHWR 시리즈의 1단계 PHWR로 구성되어 있다.[49][50] The installed capacity of Kaiga station is now 880 MW consisting of four 220 MWe IPHWR-220 reactors, making it the third largest after Tarapur (1400 MW) (2 x BWR Mark-1, 2 x IPHWR-540) and Rawatbhata (1180 MW) (2 x CANDU, 2 x IPHWR-220).[50] 카크라파르,[51] 칼팍캄[52], 나로라의[53] 나머지 3개 발전소는 모두 220MWe의 2개 단위를 가지고 있어 각각 440MW를 그리드에 기여한다. 700MWe는 건설 중인 Kakrapar[51][54]과 Rawatbhata,[55]에 사람 Banswara[56]에 계획 또한 그 프로그램의 첫번째 무대 아래 420MW의 한층 더 추가까지. 이 증축이 첫번째 무대 PHWRs에서에 총 planne 근처의 전체 발전 능력을 올 것이라는 전망이 각(IPHWR-700)2개의 단위이다.1의 d용량0 GW는 3단계 전력 프로그램에 의해 요구됨.[48][49]

PHWR의 자본비용은 Rs. 6-7 크로어(MW 당 120-140만 달러) 범위 안에 있으며,[57] 설계 수명은 40년이다. 건축에 필요한 시간은 시간이 지나면서 개선되어 현재 약 5년이다. 운전 중인 발전소의 관세는 원자로 수명에 따라 개당 Rs. 1.75 - 2.80 범위에 있다.[58] 2007-08년도의 평균 관세는 Rs.28이었다.

인도는 또한 현재 배치된 IPHWR 시리즈의 PHWR을 보완하기 위해 900 MWe IPWR-900 원자로 플랫폼을 개발하기 위한 아리한트급 잠수함 프로그램에 대한 연구에서 도출된 보다 효율적인 가압수형 원자로 기술을 바탕으로 원자로 설계에 힘쓰고 있다. [59][60][61]

2단계 – 고속 브리더 원자로

2단계에서는 고속 브리더 원자로(FBR)가 플루토늄-239로 만든 혼합산화물(MOX) 연료와 1단계부터 사용후연료를 재처리해 회수하는 천연 우라늄을 사용한다. FBRs에서 플루토늄-239는 에너지를 생산하기 위해 핵분열을 겪으며, 산화 혼합 연료에 존재하는 우라늄-238은 추가 플루토늄-239로 전달된다. 따라서, 2단계 FBR은 그들이 소비하는 것보다 더 많은 연료를 "교배"하도록 설계된다. 일단 플루토늄-239의 재고가 쌓이면 토륨은 원자로에 담요 재료로 도입되어 우라늄-233으로 전환되어 3단계에 사용할 수 있다.[16]

각 고속로에서 생산되는 잉여 플루토늄은 그러한 원자로를 더 많이 설치하기 위해 사용될 수 있으며, 따라서 토륨을 연료로 사용하는 3단계 원자로를 온라인으로 가져올 수 있을 때까지 인도 민간 원자력 발전 용량을 증가시킬 수 있다. 이는 50 GW의 원자력 용량이 달성되면 가능할 것으로 예측된다.[62][63][64] 1단계 PHWR에서 29 EJ의 에너지를 1회 관통 연료 사이클에서 산출하는 우라늄은 고속 증식 원자로에서 다중 사이클을 통해 65~128배 더 많은 에너지를 산출하도록 만들 수 있다.[65]

PFBR(Postal Fast Breader Relator, PFBR)이라 불리는 국내 최초의 고속 증식기 설계는 인디라 간디 원자력 연구 센터(IGCAR)에 의해 이루어졌다. 원자력부(DAE) 산하 공공 부문 기업인 바르라티야 나비키야 비디유트 나이감(Bhavini)이 인도에서 고속증식기를 건설하는 책임을 맡게 됐다.[46][62] Kalpakkam에서 이 PFBR의 건설은 2012년에 완료될 예정이었다.[66][67] 그것은 아직 완성되지 않았다. 2019년의 시작일이 제안되었다.[68]


더블링 타임

더블링 타임(doubleing time)은 출력물로서 추출하는 데 필요한 시간을 말하며, 이 시간은 핵분열 연료의 2배에 달하며, 브리더 원자로에 입력물로서 공급되었다.[a] 이 측정기준은 2단계에서 3단계로 이행하는 동안 피할 수 없는 기간을 이해하는 데 매우 중요한데, 3단계의 대규모 배치에는 충분한 양의 핵분열재고를 구축하는 것이 필수적이기 때문이다. 1958년 토륨 역할에 관한 바바의 논문에서 그는 Th–U233 사이클에서 U-233을 번식시키는 데 5-6년의 두 배 시간을 그려냈다. 이 추정치는 당시 예측하지 못했던 기술적 어려움으로 현재 70년으로 수정되었다. 그러한 좌절에도 불구하고, DAE 과학자들의 발표에 따르면, 고속 증식 원자로에서 핵분열 물질의 두 배 시간은 두 배 짧은 두 배 시간으로 적절한 기술을 선택함으로써 약 10년으로 단축될 수 있다.[20]

연료 유형 U238-Pu 사이클 Th-U233 사이클
산화물 17.8 108
카바이드-리[clarification needed] 10 50
금속의 8.5 75.1
탄화수소화물 10.2 70

미국 에너지부를 위해 작성된 또 다른 보고서는 산화 연료의 경우 22년, 카바이드 연료의 경우 13년, 금속 연료의 경우 10년으로 두 배 더 많은 시간을 제안하고 있다.[69]

3단계 – 토륨 기반 원자로

참고 항목: 토륨 연료 사이클
토륨 샘플

3단계 원자로 또는 첨단 원자력 발전 시스템은 토륨-232–우라늄-233 유화 원자로의 자생력을 포함한다. 이것은 열 사육자 원자로일 것이며, 원칙적으로 초기 연료 충전 후 자연적으로 발생하는 토륨만을 사용하여 연료를 재급유할 수 있다. 3단계 프로그램에 따르면 인도의 핵에너지는 국내 우라늄에 의해 연료가 공급되는 PHWR을 통해 약 10GW까지 성장할 수 있으며, 그 이상의 성장은 FBR에서 약 50GW까지 와야 한다.[b] 세 번째 단계는 이 용량이 달성된 후에만 배치된다.[63]

2010년 8월 19일과 2012년 3월 21일 두 차례에 걸쳐 인도 의회의 질의응답에 따르면, 대규모 토륨 배치는 "두 배 시간이 짧은 고속증식기 상업운행 후 30~40년"에 그칠 것으로 예상된다.[70][35] 인도의 국내 토륨 매장량에 대한 완전한 착취는 2050년 이후에나 일어날 것 같다.[71]

평행접근법

3단계 프로그램에서 직접 토륨 활용까지는 오랜 지연이 있기 때문에, 국가는 순차적 3단계 프로그램과 병행하여 토륨을 보다 직접적으로 사용할 수 있는 원자로 설계를 검토하고 있다.[72] 고려 중인 세 가지 옵션은 인도 가속기 구동 시스템([73]IADS), 첨단 중수로(AHWR), 소형 고온 원자로다.[74][63][75] 용융 염로 또한 일부 최근 보고에 근거하여 검토 중에 있을 수 있으며, 개발 중에 있다.[76][77][63][78][79]

첨단중수로(AHWR)

옵션 중 AHWR에 대한 설계는 배치 준비가 되어 있다. AHWR은 우라늄233–토륨 MOX와 플루토늄–토륨 MOX를 사용하는 300 MWe 수직 압력관 유형으로, 끓는 경수 냉각 및 중수 감속형 원자로다.[80] 토륨에서 65%의 전력을 생산할 것으로 예상되며 농축우라늄과 우라늄-플루토늄 MOX를 포함한 다른 연료 유형을 풀코어에 수용하도록 구성할 수도 있다.[81] 2007년에 플루토늄-토륨 코어 조합으로 그러한 AHWR을 건설할 계획이 있었다.[82] 이 AHWR 설계는 원자력규제위원회(AERB)의 독립적인 사전허가 설계안전성 검토를 위해 보내졌으며, 그 결과는 만족스러운 것으로 간주되었다.[83] AHWR은 3단계의 광범위한 전개를 위해 필수적인 연료 증강을 거의 제공하지 않을 것이며, 아마도 누적된 핵분열 물질에 대한 영향은 부정적인 것일 수 있다.[20]

건설에 투입될 AHWR 설계는 저농축우라늄(LEU) 20%, 토륨 80%로 연료화된다.[84][85] 이 AHWR 설계를 위한 저농축우라늄(LEU)은 세계 시장에서 쉽게 구할 수 있다.[86] 2011년 11월 현재 6개월 후 부지 파악 후 공사가 시작될 예정이다. 규제와 환경적 근거에 대한 허가를 얻으려면 18개월이 더 걸릴 것이다. 건설에는 6년이 걸릴 것으로 추정된다. 만약 모든 것이 계획대로 진행된다면, AHWR은 2020년까지 인도에서 운영될 수 있을 것이다.[13][87] 2017년 8월 AHWR 위치는 여전히 발표되지 않았다.[88]

가속기 구동 시스템

인도의 원자력부와 미국의 페르밀랍은 독특한 종류의 가속기 구동 시스템을 설계하고 있다. 발전용 가속기 구동 시스템을 아직 구축한 국가는 없다. 원자력 위원회의 전 위원장 Anil Kakodkar 박사는 이것을 거대한 과학 프로젝트이자 인류에게 필요한 것이라고 말했다.[89][90]

인도 용융 염류 사육 원자로(IMSBR)

인도 용융 소금 브리더 원자로(IMSBR)가 개발 중이다.[79] 인도용 몰튼 소금 브리더 원자로(IMSBR)의 개념 설계에 관한 연구가 시작되었다.[91]

인도와의 연계미국의 핵 협정

조지 W 부시 미국 대통령과 만모한 싱 인도 총리가 2006년 3월 2일 뉴델리에서 인사를 나누고 있다.

우라늄 비축량의 전반적인 적절성에도 불구하고, 인도 발전소는 2000년대 후반에 필요한 양의 우라늄을 최대 용량으로 가동할 수 없었는데, 그 주된 이유는 1990년대 초 재정 긴축에 따른 우라늄 채굴 및 제분 용량에 대한 불충분한 투자 때문이었다.[92] 그 기간 동안 미국 의회를 위해 행해진 한 연구는 "인도의 현재 연료 상황은 뉴델리가 핵무기 프로그램과 예상되는 민간 핵 프로그램 모두를 위해 충분한 연료를 생산할 수 없다는 것을 의미한다"[93]는 결론에 도달한다. 독립적인 연구는 거의 같은 결론에 도달한다. "인도의 현재 우라늄 생산량은 연간 300톤 미만이며, 민군 핵연료에 대한 필요량의 3분의 2를 충족시킬 수 있다."[94] 두 참가국 모두 이번 협상 과정에서 발생한 우라늄 부족은 인도의 우라늄 제분 인프라에 대한 필수적 투자로 해결될 기세였던 일시적 일탈로 이해됐다.[48][95]

인도측에서 온 거래 추진자

2020년까지 원자력 발전으로부터 21 GW를 달성한 후, 추가 성장에는 수입 우라늄이 필요할 것으로 추정되었다. 이는 3단계를 구축하려면 1단계와 2단계를 통해 50GW를 이미 구축해야 하기 때문에 문제가 있다.[96][64] 수입 우라늄을 사용할 수 있게 되면 2032년에는 인도가 70GW, 2052년에는 275GW에 이를 수 있을 것으로 원자력부는 추정했다. 이러한 시나리오에서는 고속 브리더 구현에 따른 3단계가 가동될 수 있고, 원자력 용량은 530GW까지 증가할 수 있다.[96] 2020년까지 약 21GW의 원자력 발전이 정체될 것으로 예상되는 것은 10~15년이라는 순서에 따라 짧은 '더블링 타임'마저 상당히 느리기 때문일 것이다.[9] 국내 우라늄 자원만을 사용하여 3단계 프로그램을 이행하는 것은 실현 가능하지만, 결실을 맺기 위해서는 수십 년이 필요하다. 외부에서 핵분열성 물질을 수입하면 프로그램 속도가 상당히 빨라질 것이다.[20][97][98][99]

연구 데이터에 따르면 U238–Pu 사이클은 큰 폭으로 두 배 가장 짧은 시간을 가지며, 그 기술의 복합 연간 핵분열 물질 증가율은 고속 증식기 원자로의 작동 특성에 관한 기본적인 가정을 한 후 다음과 같이 계산되었다.

유형 핵분열 물질 증가율(%)
산화물 1.73%
카바이드-리 2.31%
금속의 4.08%
탄화수소화물 3.15%

인도 발전용량은 2006년 이전 25년 동안 연평균 5.9%씩 성장했다. 인도 경제가 2006~2032년 향후 25년간 8~9% 성장하려면 총 발전용량은 연간 6~7%씩 증가해야 한다.[100] 핵분열 물질 증가율이 이 목표를 충족하지 못하므로 핵분열 물질을 얻기 위한 대체 접근법을 검토할 필요가 있다. 이러한 결론은 대부분 미래의 기술 혁신과는 무관하며, 3단계 접근법의 최종 구현을 보완한다. 필수 핵분열 물질에 접근하는 최선의 방법은 우라늄 수입을 통해서라는 것이 실현되었는데, 이는 미국과 NSG에 의한 인도의 핵 고립을 종식시키지 않고는 불가능했다.[20]

미국 애슐리 J. 텔리스는 인도-라고 주장한다.미국의 핵 협정은 인도에게 매력적이다. 왜냐하면 그것은 주로 국제 핵 공동체로부터의 고립을 종식시킴으로써 민간 핵 프로그램에 대한 훨씬 더 많은 선택권에 접근할 수 있기 때문이다. 이러한 옵션에는 최신 기술에 대한 접근, 보다 경제적인 고출력 원자로에 대한 접근, 원자로를 건설하기 위한 글로벌 금융에 대한 접근, 고유 소형 원자로 크기 PHWR 수출 능력,[44] 연구 커뮤니티를 위한 더 나은 정보 흐름 등이 포함된다. 마지막으로, 이 거래는 인도에 최소한 성패에 대한 의존성 측면에서 3단계 프로그램으로부터 상대적으로 독립적인 두 가지 선택권을 준다. 첫 번째 선택은 인도가 전 세계 우라늄 공급이 지속되는 한 1단계 원자로에 머무르는 것을 선택할 수 있다는 것이다. 이것의 플러스 측면은 3단계 프로그램을 이행하는 데 있어 단기 지연이나 실패로 인한 위험을 다룬다는 점이다. 부정적인 측면에서는, 이것은 토륨의 착취를 통한 에너지 자립이라는 근본적인 목적에 반하는[99] 선택이다.[12]

두 번째 옵션, 그리고 아마도 더 흥미로운 것은 인도가 고열 가스냉각로, 용융염로, 또는 다양한 가속기 구동식 시스템과 같이 적절하게 선택된 평행접근법을 통해 계획의 보다 어려운 제2단계 계획을 건너뛰어 제3단계 토륨원자로의 접근을 선택할 수 있다는 점이다.ems[101]

연결에 대한 이해관계자 보기

2008년 10월 10일 워싱턴 D.C.에서 123 협정에 서명한 후 콘돌리자 라이스 미 국무장관과 프라나브 무케르지 인도 외무장관

다는 이유 때문에 인돌 수 있을 꺼 끝은 핵에 미치는 국제적 고립과 몇몇 degree,[102]에 그들은 그 three-의 성공 가능성이 높아질 우라늄을 취득할 수 있다는 것 이외에 핵무기를 상태로 사실상의 인정을 볼 수 있는 인도의 해설자들은 기회를 맞이했다.무대 프로그램뿐만[97][103] 아니라 "신뢰할 수 있는 핵 억지력"을 구축하려는 노력도 포함된다.[104] 수입원자로가 생산하는 전력도 기존 원전 비용보다 50% 이상 비쌀 수 있다고 추산됐다. 그러나 이는 거래의 더 큰 맥락에서 사소한 점으로 인식되었다.[41] 니콜라스 번스 미 국무부 정무차관의 준비된 발언은 미 상원 외교위원회 청문회에서 "인도가 이를 우리 국가 간 새로운 파트너십 개발의 중심 이슈로 삼았다"고 명시했다.[105] 인도 정부는 인도-인도 협상과 집행을 진행하였다.그 후 2008년 인도에 대한 국제 우라늄 수입에 대한 NSG 포기의 길을 닦은 미국 핵 협정.[106]

한 외국 분석가에 따르면, 이 협정은 "시간이 지남에 따라 인도가 FBR과 고급 PHWR이 포함된 3단계 핵 프로그램으로부터 벗어날 수 있다"고 한다. 만약 인도가 호주를 포함한 비교적 값싼 천연 우라늄의 공급을 보장했을 것이라고 확신한다면 이런 일이 일어날 것이다. 물론 인도 핵 시설에서는 아직 그 가능성을 인정하지 않을 사람은 아무도 없을 것이다."[107]

아니일 카코드카르 당시 원자력위원회 위원장은 "장기적으로 인도에서 사용 가능한 핵연료 자원에서 나오는 에너지는 (국내 우라니로부터) 나온다"고 말하며, 자국의 토착 패스트 사육자 프로그램을 국제 안전장치의 야망에서 벗어나도록 하는 온건한 입장을 밝혔다.음 및 토륨 광산)은 항상 원자력 프로그램의 더 큰 부분을 형성해야 한다.이어 "3단계 원자력 발전 프로그램을 개발할 수 있는 무결성과 자율성이 유지돼야 하며, 이를 타협할 수 없다"[108]고 강조했다. 수입 원자로의 사용후 연료로부터 플루토늄을 재처리할 수 있는 능력(카코드카르의 방어적 위치를 넘어서는 능력)을 갖추라는 인도 과학자들의 전폭적인 요구가 최종 거래에서 충족된 것으로 보인다.[109][110]

인도 정부의 공식 입장에 따르면 인도 고유의 3단계 원자력 프로그램은 인도-의 영향을 받지 않는다.미국 핵 협정 [111]"그들의 완전한 자율성은 보존되었다."[42] 우파 정당과 좌파 정당 모두 국회에서 이 협정에 반대했다. 좌파는 이 협정이 미국을 미국의 이익에 복종하게 만들 것이라고 우려했고 우파는 추가 핵실험을 제한할 것이라고 생각했다.[41]

인도 국방 기구 내의 한 견해에 따르면, 이 협정은 "인도인들이 토륨 연료에 기초한 3단계 핵 연료 사이클이 주류 전력 생산으로 성숙하는 미래 (약 20년)까지 현장 실험과 높은 수율의 핵무기를 증명할 수 있는 모든 실용적인 목적을 가지고 있다"고 한다. NSG 국가로부터 수입된 핵연료에 대한 의존성 또는 세계 핵실험 모라토리엄의 중단이 있는 경우."[112]

인도의 핵에너지 예측

인도의 원자력 발전소(보기)
Location dot red.svg 활성식물
Location dot blue.svg계획식물

3단계 계획에 기초하고 낙관적인 발전 시간을 가정해 보면, 원자력에 대한 몇 가지 사치스러운 예측이 수년에 걸쳐 이루어졌다.

Bhabha는 1980년까지 이 나라에 8,000 MW의 원자력 발전이 있을 것이라고 발표했다. 해가 거듭될수록 이러한 예측은 증가할 수밖에 없었다. 1962년까지 핵에너지가 1987년까지 2만~25,000MW를 생산할 것으로 예측했고, 1969년까지 AEC는 2000년까지 4만3,500MW의 원자력 발전 용량이 있을 것으로 예측했다. 이 모든 것은 국내에서 하나의 원자력 발전 단위가 생산되기 전이었다. 현실은 사뭇 달랐다. 1979-80년에 설치된 용량은 약 600 MW, 1987년에는 약 950 MW, 2000년에는 2720 MW이었다.[113]

50년간 지속적이고 관대한 정부 재정 지원을 받은 2007년 원자력 발전 용량은 인도의 전체 발전 용량의 3%에도 못 미치는 3,310MW에 불과했다.[113]

인도의 통합 에너지 정책은 2031-32년까지 다양한 시나리오에서 총 1차 에너지 혼합물에서 원자력 발전 점유율을 4%에서 6.4%로 추정한다. DAE의 연구에 따르면, 원자력 발전 점유율은 2032년까지 약 8.6%, 2052년까지 16.6%가 될 것으로 추산하고 있다. 2020년 이후 가능한 원자력 발전 용량은 DAE에 의해 추정되었다.[114] 2032년까지 예상되는 63GW는 16개의 고유 가압중수로(PHWR)를 설치하여 달성될 것이며, 이 중 10개는 재처리된 우라늄을 기반으로 한다. 63GW 가운데 NSG 포기 이후 가능한 수입 경수로(LWR)를 통해 약 40GW가 생산된다.[115]

연도 비관적(GWe) 낙관적(GWe)
2030 48 63
2040 104 131
2050 208 275

인도의 만모한 싱 총리는 2009년 3단계 프로그램을 잘 관리하면 2050년까지 최대 470GW의 전력을 생산할 수 있다고 말했다. 그는 "이는 화석연료에 대한 의존도를 급격히 감소시킬 것이며 기후변화와 싸우기 위한 세계적인 노력에 큰 기여가 될 것"이라고 말한 것으로 알려졌다.[31][116] 계획에 따르면 2050년 인도 전기의 30%가 토륨 기반 원자로에서 생산될 것이다.[117] 인도의 핵 과학자들은 인도의 경제적 추출이 가능한 토륨 매장량만을 사용하여 적어도 4세기 동안 500GWe를 생산할 수 있을 것으로 추정한다.[9]

토륨 에너지 예측

인도 원자력 위원회 의장인 스리쿠마르 바네르지에 따르면, 현재 사용 가능한[118] 546만 9천 톤의 우라늄 비축량은 2025년까지 570 GWe를 지원할 수 있다. 총 1,600만 톤의 우라늄 매장량이 확인되고 미발견된 총량을 온라인에 공개하면 세기말까지 전력 가용성이 연장될 수 있다. 그는 토륨에 대한 더 많은 연구를 에너지원으로서, 그리고 토륨의 토속적인 3단계 프로그램에 대해 요구하면서, "세계는 항상 기적이 있을 것이라고 말했다. 불행하게도, 우리는 지난 40년 동안 어떤 기적을 보지 못했다. 우리가 깨어나지 않는 한 인간은 이 세기를 넘어서도 존재할 수 없을 것이다."[119]

참고 항목

핵 및 에너지 관련
대량살상무기

각주

  1. ^ 분석을 위해 "더블링 시간"은 세 가지 방법으로 정의될 수 있다. 원자로 이중화 시간(RDT) - 원자로 내에서 발생하는 두 배인 시스템 이중화 시간(SDT) - 원자로 외부에서 발생하는 모든 연료 손실을 고려한 두 배인 시스템 이중화 시간(SDT)과 복합 시스템 이중화 시간(CSDT) - 핵분열 물질의 순 이득이 두 배인 것이다. 다른 원자로를 가동하기 위해 즉시 사용된다.(Tunia & Arunachalam 1997).
  2. ^ 이전 버전의 3단계 계획에서는 토륨이 도입되기 전에 PHWR에서 재처리된 플루토늄에 의해 연료가 공급되는 FBR을 통해 15GWe, 25GWe를 생성할 것을 요구했다.(Subramanian 1998).

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