본 발명은 원자력발전소에 사용할 수 있는 핵연료에 토륨을 이용한 증식용 핵연료에 관한 것으로, 세라믹 성질을 가진 이산화우라늄(UO2) 또는 이산화플루토늄(PuO2)과 금속 토륨(Th)을 혼합하여 U 또는 Pu의 핵분열로부터 생성되는 중성자에 의한 토륨의 증식과 증식된 토륨이 U-233의 새로운 핵분열물질로 변환되어 지속적인 핵분열이 가능한 것을 특징으로 하는, 금속토륨을 이용한 증식용 혼합 핵연료에 관한 것이다. 이러한 혼합핵연료는 토륨의 증식을 통해 원전노심에서 장기적으로 연소될 수 있으므로, 이를 원전에서 이용하면 원전의 이용률을 증대시키고 제한된 우라늄 자원을 최대한으로 보전할 수 있다.