미국, 지하 1.6km 심층 원자로 안전설계 승인… 15MW급 상용화 착수

미국 에너지부가 지하 1.6km 깊이에 소형 원자로를 설치하는 딥피션의 15메가와트급 중력 원자로 안전설계를 승인하며 지하 원자력 발전 상용화의 첫 관문을 열었다고 마르카가 8월 9일(현지시각) 보도했다.

차세대 원전 설비 부품을 제조하는 한국 원전 소부장 업계에도 수주 기회가 될 수 있다는 관측이 나온다.


딥피션이 개발한 중력 원자로는 지름 76cm 우물 형태의 지하 공간에 소형 가압경수형 원자로를 배치하는 방식이다.
원자로 운전에 필요한 압력은 지하 물기둥이 만드는 약 160기압의 자연 수압으로 조절한다. 이는 기존 지상 가압경수형 원자로의 운전 압력과 유사한 수준이다.

지하 1.6km 깊이 암반층은 외부 충격과 방사능 유출을 막는 물리적 장벽 역할을 담당한다. 노심은 섭씨 315도 안팎에서 작동하며, 발생한 열은 지하 증기발생기를 거쳐 지상으로 전달된다. 지상에서는 방사능 오염이 없는 증기만으로 터빈을 돌려 전력을 생산한다.


중력 원자로는 단위마다 전력 생산량을 조절하는 모듈 방식을 채택했다. 원자로 1기당 전기출력은 15메가와트, 열출력은 45메가와트 규모다. 연료로는 저농축 우라늄을 사용한다.

전력 수요에 따라 여러 원자로를 단지 형태로 묶어 발전량을 확장할 수 있다. 원자로 10기를 결합하면 전체 발전 용량은 150메가와트로 늘어난다.

원자로 수량을 100기까지 확대할 경우 전체 발전량은 1.5기가와트 수준에 달한다. 대형 원전 1기 수준의 전력을 지하 모듈식 인프라로 대체하는 구상이다.

딥피션은 미국 캔자스주 파슨스 지역에서 깊이 1,830m의 자료 수집용 우물을 시추했다. 현장에는 원자로 압력용기 시제품을 전달해 지하 가압 조건 실증 시험을 진행하고 있다.

이번 미국 에너지부의 안전설계 승인은 기술적 개념의 타당성을 입증한 초기 단계다. 실제 상용 건설과 가동을 위해서는 미국 원자력규제위원회의 건설 허가와 운영 라이선스를 최종 취득해야 한다.

이번 지하 원자로 상용화 추진은 고압·고내열 특수 용기 및 특수 시추 설비 수요를 창출할 전망이다. 국내 원전 소부장 기업들은 가압경수형 기자재 제작 기술력을 바탕으로 미국 차세대 원전 공급망 진입을 다각도로 모색해야 한다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com