"SMR이 게임체인저 될까" 원자력연, 차세대 원자로 개발한다

고온가스로·소듐냉각고속로·용융염 원자로 등 비경수로 연구 활발

최근 '소형모듈원자로'(SMR)가 대형 원전의 안전성 문제를 해결할 게임체인저로 떠오르는 가운데 한국원자력연구원이 관련 차세대 원자로에 대한 연구에 박차를 가하고 있다.

SMR은 300㎿(메가와트) 이하의 출력을 내는 원자로이다.

증기 발생기와 냉각재 펌프, 가압기 등 주요 기기를 하나의 용기에 일체화할 수 있는 원자로이다.

대형 원전 100분의 1 이하 수준으로 축소해 건설 기간과 비용을 줄일 수 있으며, 배관 설비가 필요 없어 지진 등 자연재해 시에도 배관 파손에 따른 방사성 물질 누출 등 중대 사고를 원천 차단할 수 있다.

최근 마이크로소프트(MS) 창업자인 빌 게이츠와 워런 버핏 버크셔해서웨이 회장이 폐쇄 석탄공장 부지에 소형 원전을 건설하겠다고 나서면서 SMR 기술이 주목을 받고 있다.

국내에서도 지난해 12월 열린 제9차 원자력진흥위원회를 통해 혁신형 SMR 개발을 공식화했다.

한국원자력연구원은 한국수력원자력과 함께 자체 개발한 중소형 일체형 원자로 '스마트'(SMART)를 개량해 혁신형 SMR로 개발하는 방안을 추진하고 있다.

한국이 독자 개발한 스마트는 세계 최초로 2012년 표준설계 인가(SDA)를 받은 경수로형 원자로(냉각재로 물을 사용하는 원자로)이다.

연구원은 또 미국 원자력기업 USNC, 현대엔지니어링과 공동으로 비경수로형 방식의 소형 모듈형 고온 가스로를 연구하고 있다.

이들 기관은 캐나다 북부 광산과 주거지역에 전력 공급용으로 열 출력 15㎿ 원자로를 건설할 계획으로, 2025년까지 원자력을 이용해 수소를 생산하는 기술을 상용화하는 것을 목표로 하고 있다.

소듐냉각고속로(SFR) 방식은 열중성자를 이용하는 경수로와 달리 고속 중성자를 이용해 핵분열을 일으키고, 이때 발생하는 열을 액체 소듐으로 냉각시켜 만들어진 증기로 전기를 생산하는 원자로이다.

원자력연은 당초 파이로프로세싱(건식 재처리)과 연계해 태움으로써 사용후핵연료 처리 문제를 해결하기 위한 방안으로 SFR을 연구해왔다.

국내에서 파이로프로세싱에 대한 사회적 합의가 이뤄지지 않아 개발 시기가 계속 미뤄짐에 따라, 연구원은 SFR을 발전용으로 전환한 출력 100㎿급 원자로로 개발하는 방안을 추진하고 있다.

삼성중공업과 공동으로 '용융염 원자로'(MSR)를 탑재한 원자력 추진선을 설계하는 연구도 추진 중이다.

MSR은 핵연료 사용 주기가 선박 수명 주기와 같은 20년 이상이라 한 번 탑재하면 교체할 필요가 없고, 원자로 내부에 이상 신호가 생기면 액체 핵연료인 용융염이 굳도록 설계돼 중대 사고를 원천 차단할 수 있다.

임채영 원자력연 혁신원자력시스템연구소장은 "SMR은 대형 원전보다 수용성이 뛰어나고, 신재생에너지와 연계해 가스 발전을 대체할 수 있는 친환경 기술"이라며 "국내 시장보다는 수출에 목표를 두고 장기 연구를 진행하고 있다"고 말했다.

/연합뉴스