파이로프로세싱(pyroprocessing)은 원자력 발전을 한 후 남은 핵연료를 다시 연료로 활용할 수 있도록 처리하는 신기술이다. 고체 공법으로 진행돼 핵연료 건식 재처리 기술이나 건식 정련 기술이라고 부르기도 한다.
전문가들은 이 기술이 실용화되면 우라늄을 반복 재활용할 수 있어 활용도가 높아지고 사용 후 핵연료의 부피나 발열량, 방사성 독성 감축 효과 등이 있어 고준위 폐기물 처분장 규모를 줄일 수 있다고 주장한다.
사용 후 핵연료에는 우라늄 96%, 플루토늄 1%, 넵트늄·아메리슘·큐리움·세슘·스트론튬 등 핵분열 생성물이 3% 포함돼 있다.
파이로프로세싱은 사용 후 핵연료를 섭씨 영상 500도 이상의 고온에서 전기화학적 방식으로 처리한다. 이 과정에서 소금을 녹인 것과 비슷한 용융염 매질이 발생하는데, 이에 정련 공정을 가하면 우라늄을 일부 회수할 수 있다. 재공정을 가하면 잔여 우라늄과 플루토늄을 포함한 미량의 핵물질군을 회수할 수 있다.
사용 후 핵연료를 처리하는 또 다른 방법인 습식 처리 기술은 많은 양의 방사선을 방출하는 장반감기 핵종과 엄청난 고열을 가진 고방열 핵종을 별도로 분리할 수 없다. 또 핵무기의 원료가 되는 순수 플루토늄을 생산할 수 있다는 단점도 있다.
반면 파이로프로세싱은 공정 특성상 플루토늄을 단독으로 분리할 수 없어 핵 비확산성이 보장된다. 또 장반감기·고방열 핵종을 그룹으로 분리해 장기간 환경에 영향을 주지 않도록 소멸 처리한다는 장점이 있다.
한국은 1997년부터 파이로프로세싱과 소듐 냉각 고속로(SFR) 연구에 6764억원을 투입했다. 현재 기술 개발이 완료된 상태로 한·미 원자력연료주기공동연구(JFCS)의 공식 승인이 남은 상황이다.