"원전 건설 10년이 5년으로"…엔비디아·미 국립연구소, 'AI 원자력' 시대 연다

미국 정부와 세계 최고 인공지능(AI) 기업이 손잡고 원자력 발전의 지형도를 완전히 바꾼다. 지난 17일(현지시각) 인터레스팅 엔지니어링의 보도에 따르면 에너지아이다호 국립연구소(INL)와 엔비디아(NVIDIA)는 AI 기술을 원전 건설과 운영 전반에 이식하는 대규모 협력 계획을 공식화했다.

이번 협력은 미국 에너지부(DOE)가 추진하는 국가적 이니셔티브인 ‘제네시스 미션(Genesis Mission)’의 핵심 과제로, AI를 활용해 원자로 배치 속도를 두 배로 높이고 비용은 절반으로 낮추는 것을 목표로 한다.


이번 협력의 핵심은 '프로메테우스(Prometheus)'라는 코드명으로 명명된 AI 통합 시스템 구축이다. 프로메테우스는 원자력 발전소의 설계, 인허가, 제조, 건설, 운영 등 모든 단계를 가상 공간에 완벽하게 복제한 '디지털 트윈' 기술을 기반으로 한다.
존 와그너(John Wagner) 아이다호 국립연구소장은 "이번 파트너십은 신뢰할 수 있는 원자력 에너지를 AI 시대에 걸맞은 속도와 규모로 배치하기 위한 변혁적 접근"이라고 강조했다.

그는 이어 "AI를 활용해 원자로를 설계하고 운영함으로써 차세대 원자력 에너지를 실전에 배치하는 기간을 근본적으로 앞당길 수 있다"고 덧붙였다.

구체적으로 엔비디아는 그래픽 처리 장치(GPU) 가속 컴퓨팅 플랫폼을 제공해 무스(MOOSE), 바이슨(BISON) 등 기존 원자력 시뮬레이션 코드의 계산 속도를 높인다. 이를 통해 수년이 걸리던 복잡한 물리 현상 검증과 안전성 평가 기간을 획기적으로 줄인다는 방침이다.


AI 에이전트 기반 작업 방식은 단순히 계산 속도만 높이는 것이 아니라 원전의 경제성을 근본적으로 개선한다. 프로메테우스 시스템은 아이다호 국립연구소가 지난 수십 년 동안 축적한 유산 데이터와 실험용 원자로 운영 기록 등을 학습한다.

이렇게 훈련된 AI는 원전 건설 현장에서 발생할 수 있는 오류를 사전에 차단하고, 운영 단계에서는 실시간 모니터링을 통해 효율을 극대화한다.
존 조셉키스(John Josephakis) 엔비디아 부사장은 "엔비디아의 AI 인프라와 국립연구소의 전문 지식을 결합해 원자로를 더 빠르고 안전하며 저렴한 비용으로 건설하겠다"고 밝혔다.

관련 업계에서는 이러한 자동화 공정이 도입되면 핵발전소 운영 비용을 현재보다 50% 이상 줄일 수 있을 것으로 보고 있다.

특히 이번 프로젝트는 AI 인프라 확대로 인해 폭증하는 전력 수요를 원자력으로 해결하려는 미국 정부의 의지가 강하게 반영됐다. AI 설계를 통해 원전을 빠르게 짓고, 거기서 생산된 청정에너지를 다시 AI 데이터센터에 공급하는 '에너지-기술 선순환 구조'를 만들겠다는 취지다.


미국 에너지부는 이번 협력이 기술 개발을 넘어 원자력 규제 체계의 현대화로 이어질 것으로 기대하고 있다.

리안 바란(Rian Bahran) 에너지부 핵연료 주기 및 공급망 담당 부차관보는 "이번 민관 협력은 단순한 점진적 개선을 넘어 원자력 배치 패러다임을 바꿀 잠재력이 있다"고 평가했다.

에너지부는 앞으로 이 프로그램을 원자로 개발사, 유틸리티 기업, 투자자 및 다른 국립연구소까지 확대할 방침이다. 현재 건설 중인 마블(MARVEL) 미소형 원자로 프로젝트 등의 실시간 데이터를 디지털 트윈과 연동해 모델의 정확도를 검증하는 작업도 병행할 계획이다.

에너지 업계 안팎에서는 이번 협력이 고비용과 긴 건설 기간 탓에 정체됐던 원자력 산업에 새로운 활력을 불어넣을 것으로 분석하고 있다. 다만 AI가 도출한 안전 진단 결과에 대한 규제 당국의 신뢰 확보는 여전히 해결해야 할 과제로 꼽힌다.


서진욱 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com