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70년 된 미 해군 원자로 기술, '원자력 혁명'의 길 열어

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70년 된 미 해군 원자로 기술, '원자력 혁명'의 길 열어

나이지리아 태생의 엔지니어가 원자력을 에너지원으로 사용하여 탈탄소화를 가능하게 할 수 있다고 밝혔다. 사진=글로벌이코노믹 DB이미지 확대보기
나이지리아 태생의 엔지니어가 원자력을 에너지원으로 사용하여 탈탄소화를 가능하게 할 수 있다고 밝혔다. 사진=글로벌이코노믹 DB
나이지리아 태생의 엔지니어가 원자력을 에너지원으로 사용하여 탈탄소화를 가능하게 할 수 있다고 26일(현지시간) 외신이 보도했다.

솔라 탈라비 박사는 미국 피츠버그대 원자력공학부 조교수 겸 원자력산업 위험관리 서비스업체 피츠버그 테크니컬의 선임 컨설턴트로 종사하고 있다. 그는 수십에서 수백 MWe 용량에 이르는 소형 핵발전소인 첨단 소형 모듈식 원자로(SMR) 전문가이다.
대형 원자로처럼 모듈식 원자로(SMR) 역시 핵분열을 통해 전기를 생산한다. 중성자는 연료 원자(일반적으로 우라늄)와 충돌하여 핵을 분리하는데, 원자가 분열할 때 더 많은 중성자를 방출하고, 지속적인 연쇄 반응으로 더 많은 원자를 분열시킨다고 한다.

그리고 에너지는 순환하는 냉각제(보통 물)로 전달되어 온도가 상승하게 되며, 가열된 냉각수는 열 교환기를 통과하여 전기 터빈을 구동하는 증기를 생성하고 사용 가능한 에너지를 생성할 수 있다고 한다.

탈라비는 SMR이 실행 가능하고 환경 친화적인 대안을 제공하며, 세계의 증가하는 에너지 수요를 충족시키면서 탄소 배출과 대기 오염 물질을 줄일 수 있다고 믿는다. 탈라비는 외신과의 인터뷰에서 "원자력은 지구 에너지 빈곤과 지구온난화를 해결할 능력이 있다고 생각하며, 핵은 이러한 문제들을 독특하게 다룰 수 있다"고 밝혔다.

소형 모듈식 원자로는 전통적인 원자력 발전소에 필요한 면적의 일부만 있으면 된다.

민간 에너지 분야에서는 참신하지만, SMR은 거의 70년 동안 해군 군함과 잠수함에 전력을 공급 장치로 사용돼 왔다. 미 해군용 원자로는 5400년 이상의 원자로 연수를 기록했으며, 방사능 사고나 방사능 관련 사망자 없이 1억3000만 마일 이상 증기를 내뿜었다. 이 엄청난 안전 기록은 히로시마와 나가사키 원폭 이후 후쿠시마가 증폭시킨 반핵운동이 강한 일본에서도 미 해군이 원자로를 논란 없이 가동할 수 있게 해준다.

그러나 이같은 성공에도 불구하고, SMR과 원자력 발전은 미국의 민간 에너지 분야에서 다양하게 사용되지 못했다. 사실, 원자력은 국가 에너지의 약 20%만을 제공하며, 모두 노후화된 대규모 원자로에서 나온다.
스리마일 섬, 체르노빌, 후쿠시마 등 원전 누출 사건들은 대중의 지지를 더욱 약화시켰다. 더욱이 원자력 업계는 여전히 다양한 금융 및 공급망 문제에 직면해 있다. 하지만, 탈라비 박사는 이 모든 문제들이 단순히 규모를 줄임으로써 해결되거나 최소화될 수 있다고 주장했다.

그는 SMR이 대형 원자로보다 훨씬 안전하다고 주장한다. 전통적인 원자력 발전소의 최악의 시나리오는 냉각재의 상실이거나, 발전소가 연료로 생성된 열을 제거할 수 있는 능력을 상실하고 노심이 녹아내리는 사고이다. 스리마일 섬에서는 발전소의 가압 시스템에 개방된 릴리프 밸브가 고착되어 발생했으며, 후쿠시마에서는 원자로 냉각재 펌프의 전력 손실로 인해 발생한 것이다.

그러나, SMR은 사고의 가능성을 제거하기 위해 최첨단 설계를 활용한다. 노심을 통한 순환은 열 대류(온수 상승, 냉수 싱크)를 사용하여 이루어지므로 발전소는 전력이 손실되더라도 연료에서 발생하는 열을 제거할 수 있다.


김진영 글로벌이코노믹 기자