덴마크 스타트업 시보그, 부유식 원자로 수천 개 설치 계획

“도시와 공장 옆 물 위에, 떠있는 수천 개의 원자로를 설치하자.” 이 아이디어는 황당하게 들릴 수도 있다. 그러나 에너지 위기와 기술이 더욱 발전되면서 이 아이디어는 매우 구체화되고 있다. 심지어 삼성중공업은 이를 구현하기 위해 덴마크 회사를 인수했다.

하지만 실제로 부유식 소형 원자로가 어떻게 작동할 것인가는 아직 의문이 많다.

덴마크 스타트업 시보그 테크놀로지스(Seaborg Technologies)의 소형 원자로는 대략 하나의 화물 컨테이너 크기로, 각각 100~250MW의 전력을 생산할 수 있다고 한다.

이 소형원자로는 모듈식으로 연결이 가능하기 때문에 각 모듈은 최대 800MW의 전기를 생산할 수 있다. 전력 바지선 즉, 에너지 아크는 24시간 동안 운영될 예정이어서 이 시간 동안 구조물들은 계속해서 전기를 생산할 수 있다고 한다.
이것이 바로 시보그 에너지 바지(Seaborg Energy Barge)가 계획한 모습이다. 삼성중공업과의 파트너십 계약은 삼성이 막대한 연구개발(R&D) 역량으로 어떤 장애물도 극복할 수 있을 뿐만 아니라 한국 기업이 시보그의 요구를 충족시키고 원자로를 구체적으로 보관할 수 있는 합작 선박을 생산할 수 있기 때문에 중요한 포인트가 된다.

에너지 바지선은 공급 문제가 있는 대도시나 에너지 수요가 많은 산업 시설 등 생산된 전력이 사용될 곳과 매우 가까운 곳에 배치된 실제 선박이 될 예정이다. 이 솔루션은 몇 가지 장점이 있다.

긴 전선으로 운송하는 동안 에너지의 상당 부분을 빼앗기지 않는다. 육상 발전소의 경우처럼 가치 있는 토지를 구입하여 에너지 생산에 사용할 필요도 없다. 예기치 않게 발전 수요가 증가하거나 새로운 투자를 할 경우 설치를 매우 신속하게 준비할 수 있다. 전력이 더 이상 필요하지 않은 경우 네트워크에서 연결을 끊고 새로운 장소로 이동할 수 있다는 것 등이다.

이 모든 것은 매우 좋고 훌륭하지만, 대도시의 해안에 몇 개 또는 수십 개의 원자로를 도킹하는 것이 좋은 생각이냐는 점이 의문이다.

시보그의 공동 창립자이자 최고경영자(CEO)인 트롤스 쇼네펠트(Troels Schönefeldt)는 이 의문에 대해 "바라건대 우리는 많은 사고를 당할 것이다"는 의외의 대답을 했다.
시보그의 원자로는 소형 액체염용융기술(CMSR)을 사용하여 제조된다. 제조과정의 본질은 원자로 작동과 원자로 냉각에 필요한 연료가 동일한 물질, 수백 도로 가열된 소금 용융물, 즉 핵연료가 혼합되는 액체에 의해 공급된다.

원자로 코어에서 순환하는 연료 농축 소금 용융물은 열교환기를 통해 액체 소금이 있는 두 번째 시스템으로 열에너지를 전달한 다음 물을 고압 증기로 변환하여 전기를 생성하는 기존 터빈에 동력을 공급하는 형식이다.

이 기술의 이론적 토대는 수십 년 전으로 거슬러 올라간다. 여러 회사와 국가는 유사한 원자로를 실험하고 있다. 시보그의 진정한 도전은 소금 용융물의 부식성이 높고 가능한 가장 작은 크기를 달성할 수 있는 능력이다.

많은 다단계의 안전 시스템이 공정을 제어하려고 시도하지만, 고압 물과 달리 500°C에서 순환하는 소금 용융물은 시스템이 어딘가에서 손상되어 자유로운 공기와 접촉하면 폭발 과정의 한가운데서 증기로 변하지 않는다. 따라서 기존의 수냉식 반응기보다 훨씬 안전하다. 특히 반응기 코어의 폭발이나 증기의 방사성 구름의 형성은 있을 수 없다.

대신, 방사성 염용융물은 용암과 비슷한 방식으로 공기와 접촉하여 응고된다. 오작동이 발생할 경우, 원자로 아래에 위치한 특수 목적의 탱크에 존재하는 시보그의 원자로에서 발생한다.

그러나 재료가 땅이나 물에 도착하더라도 주변 환경과 반응하지 않기 때문에 넓은 지역을 오염시키지 않는다. 그러나 암석 조각처럼 얼어붙어 표면이나 해저에서 수집되기를 기다려야 하는 단점을 지닌다.

이런 상황은 즐거운 일이 아니지만 해결할 수 있다. 쇼네펠트는 우연히 들판에서 고형화된 방사성 소금 암석을 만난다면 "당신은 그 곳을 가서는 안 되고, 5~10미터의 거리를 유지하는 것이 가장 좋다. 그러나 가이거 뮐러(Geiger-Müller) 카운터를 사용하면 현장에서 청소할 수도 있고 전체 기술의 근본적인 보안 위험을 변화시킬 수 있다. 그러나 가격이 비싸다는 단점이 있다"고 말한다.

쇼네펠트는 오작동과 사고의 가능성은 늘 있을 수 있다고 말한다. 사고는 제로로 줄이려는 노력을 해야만 한다고 말한다.

이 회사는 내년에 CMSR 원자로의 프로토 타입을 발표할 계획이며, 2024년까지 상용화 모델을 테스트 할 계획이며, 2026년에는 직렬 생산이 시작될 것이라고 밝혔다. 삼성의 참여 외에도 이 계획은 올해 6월에 EU 혁신지원을 위해 회사가 선정되었다.


김진영 글로벌이코노믹 기자