1011도 벽 깬 웨스팅하우스, 5MWe 마이크로원전 실증 안착

미국 웨스팅하우스가 2026년 9월 15일(현지시각) 차세대 마이크로원자로 eVinci의 초고온 영출력 임계 시험을 마치고 섭씨 663도 조건에서 노심 거동 실측 데이터를 확보했다.

세계원자력뉴스는 이날 웨스팅하우스가 노심 최고 온도 1011°C에서 준임계 반응도 측정에 성공하며 해당 시험 시설 사상 최고 온도 기록을 세웠다고 보도했다. 글로벌 소형 모듈러 원전 개발 경쟁이 가열되는 상황에서 고온 시험 데이터 축적은 특수 합금 부품 공급망의 기술 사양 설정에 기준선으로 작용한다.


시험은 미국 에너지부(DOE)와 국가핵안보청(NNSA) 산하 네바다 국가안보연구소(NNSS) 내 국가임계실험연구센터(NCERC)에서 이뤄졌다. 로스알라모스 국립연구소와 NNSS가 공동 참여했다.
연구진은 섭씨 663도에서 영출력 임계 상태를 확인한 뒤 노심 최고 온도를 1011°C까지 올려 준임계 반응도를 측정했다. NCERC 시설에서 수행된 반응도 측정 가운데 가장 높은 온도 수치다. 웨스팅하우스는 연초 시작한 영출력 시험을 심화해 대표 재료가 실제 가동 온도에 접근할 때 나타나는 물리적 거동을 검증했다고 설명했다.

Dan Sumner 웨스팅하우스 사장 겸 최고경영자는 불확실성을 검증된 증거로 전환해 마이크로원자로 설계를 강화하고 있다고 밝혔다. 이어 미 에너지부와 NNSA, 로스알라모스 국립연구소, NNSS의 협력이 연구 진전에 기여했다고 덧붙였다.


eVinci는 열파이프 냉각 기술을 채택한 마이크로원자로다. 전기 출력은 최대 5MWe, 노심 열출력은 15MWt 규모다.

노심에는 삼중피복(TRISO) 입자 연료를 사용한다. 방사성 물질 누출을 억제하는 설계를 통해 연료 재장전 없이 8년 이상 전출력 운전이 가능하다. 완성품은 공장에서 일괄 조립해 표준 컨테이너로 운송할 수 있도록 제작한다. 분산형 전력 공급망과 함께 국방 시설 및 우주 탐사 전력 공급 등이 주된 활용 영역으로 꼽힌다.

이번 시험은 핵분열 열을 대량 발생하지 않는 영출력 조건에서 이뤄졌다. 상용 공급 단계에 진입하려면 실제 전력을 생산하는 가동 조건 실증과 규제 기관 설계 인증 절차를 거쳐야 한다.

이번 시험 데이터 확보는 히트파이프 방식 마이크로원자로의 노심 열적 특성을 확인했다는 점에서 기술적 진전으로 평가받는다. 600°C에서 1000°C 사이 고온 영역의 실측 데이터는 향후 초소형 원자로 구조물 제작에 필요한 재료 규격의 바탕이 된다.

차세대 원전 부품 시장 참여를 모색하는 기업들은 고온 내열 합금과 열전달 부품 설계 기술을 갖추어야 생태계 진입이 가능하다. 기존 대형 경수로와 달리 고온 작동 환경을 견디는 재료 적합성 검증이 요구된다. 현재 해당 초소형 모델 부품 공급과 관련해 공시된 국내 기업의 수주 내역은 없다.

기술 데이터 공개 이후 고온 환경 안전성 설계에 대한 기술 검토가 이어질 수 있다. 반면 미국 원자력규제위원회의 인허가 심사가 지연되거나 후속 실증에서 열전달 장치에 기술적 결함이 나타날 경우 상용화 시점은 늦춰질 수 있다.

향후 검증 대상은 실제 열출력 환경에서 고온 열파이프가 설계 수명인 8년 동안 냉각 성능을 유지하는지 여부다. 미국 당국의 설계 인허가 승인 시점이 완제품 생산과 현장 배치의 속도를 결정할 예정이다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com