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낮은 비용으로 희귀금속 베릴륨 제련
日 量硏機構, 핵융합로 필수 연료 생산 원활화
2019년 09월 05일 (목) 백광열 elenews@chol.com

일본의 양자과학기술연구개발기구는 저비용으로 안전성이 높은 베릴륨의 제련기술을 개발했다고 최근 발표했다.

저온처리에 의해 에너지절약화와 플랜트 정비비용의 압축을 실현했다.

습식공정도 추가해 건강 장해의 원인이 되는 가루의 발생을 억제했다.

베릴륨은 희귀금속의 하나로 핵융합로의 연료 생산에 필요한 물질이다.

이 기술이 실용화되면 원형로 개발에서 과제로 되고 있는 연료의 안정적인 확보에 크게 공헌할 수 있게 된다.

핵융합로의 연료인 베릴륨은 핵융합 반응에서 생기는 중성자를 베릴륨에 쬐어 생산한다.

생산에 있어서는 중성자의 수를 늘리는 재료가 필요한데 베릴륨은 이 재료로 사용되고 있다.

핵융합로 원형로 1기당 필요한 베릴륨은 약 500톤으로 4년마다 교환이 필요하다.

한편 전 세계적으로 베릴륨의 생산량은 연간 약 300톤에 머무르고 있어 안정적인 확보가 큰 과제로 되고 있다.

베릴륨을 산출하는 광산은 세계 각지에서 확인되고 있지만 수요의 감소 등으로 휴광이나 폐광이 이어지고 있는데 채광을 재개하기 위해서는 경제적인 제련기술이 필수적이다.

종래의 제련기술로는 약 2,000도에 달하는 고온처리가 있는데 처리비용이 많이 드는데다가 가루가 많이 발생하기 때문에 작업원의 건강장해 예방을 위한 비용도 가산되어 있다.

하지만 이번에 개발한 방법은 마이크로파 가열과 화학처리를 조합시켜 가열처리 온도를 250도 이하로 낮췄다.

사용 에너지는 1/100 이하, 플랜트 규모는 수백분의 1로 축소가 가능해 비용절감이 예상된다.

게다가 대부분의 작업을 용접 중에 완결시키기 때문에 가루가 발생하지 않고 안전성이 크게 향상됐다.

일본의 핵융합연구개발 로드맵 등에서는 2035년도에 원형로의 건설을 판단하는 것으로 하고 있다.

양자과학기술연구개발기구에서는 산·학·관의 컨소시엄 등을 통해 2035년까지 이 기술을 실용화해 베릴륨의 안정적인 조달이라는 목표를 확정할 방침이다.

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