제4세대 원전
2011년 세계를 슬프게 한 Worst News는 단연 일본 후쿠시마 원전 사고이다. 이 사건으로 인해 원자력에너지에 대한 관심이 어느 때보다 높아졌다. 방사능이라는 보이지 않는 공포로 인해 인접 국가의 우려를 낳기에 충분했고 원자력에너지를 채택한 여러 국가에서는 원자력 발전소에 대한 안전성 점검에 들어가기도 했다. 제4세대 원전

'후쿠시마' 출처: google free image

OECD 내 국제에너지기구인 IEA(International Energy Agency)에서는 매년 수요와 공급, 무역, 투자 및 탄소배출 등 주요 에너지 동향을 분석하여 매년 글로벌 에너지 동향을 발행하고 있다. 2035년까지의 세계 에너지 시장을 예측, 분석한 ‘2011 세계 에너지 전망(2011 World Energy Outlook, 2011 WEO) 보고서에는 일본 원전 사고 후의 세계 원전정책의 변화와 중국의 에너지 관련 5개년 계획 등을 고려한 에너지 시장 전망이 수록되어 있다.

이에 따르면 에너지 수요는 2035년까지 약 40% 증가되나 에너지 공급은 수요에 턱없이 모자를 것으로 예측하고 있다. 이에 따라 에너지 수급의 심각성과 긴급성은 더욱 커질 것이며 원자력에너지를 이용하려는 신흥국의 요구가 더욱 높아질 것으로 내다보고 있다.

이런 가운데 현재의 원전보다 발전돼 설계부터 폭발을 방지하고 사고에 대비할 수 있는 ‘제4세대 원전’기술에 세계가 주목하고 있다. ‘제 4세대 원전‘은 현재의 원전보다 지속 가능성, 안전성, 경제성, 핵비확산성이 획기적으로 향상된 차세대 원자력 시스템으로 우리나라를 비롯한 주요 원자력 선진국들이 2030년 이후 상용화를 목표로 개발 중이다.

우리나라는 제 4세대 원전 가운데 안전성과 경제성을 세계적으로 인정받은 소듐냉각고속로(SFR)와 초고온가스로(VHTR)를 선택해 개발하고 있다. 소듐냉각고속로(SFR)공기로 소듐을 식히는 ‘피동잔열제거계통(PDRC)'가 있어 전력 공급이 끊겨도 자연적으로 냉각된다. 또한 우라늄 활용률을 현재보다 100배 이상 높일 수 있다는 장점이 있다. 이는 후쿠시마 원전에서 방사성 물질이 대거 발출된 원인인 사용후핵연료를 효과적으로 재활용하는 원자로이기 때문이다. 특히 우리나라는 한국형 소듐냉각고속로인 KALIMER가 소듐냉각고속로(SFR)의 참조 노형으로 선정되는 등 적극적으로 제4세대 원전 개발계획에 참여하고 있다.제4세대 원전



















<SFR1><SFR2>: google free image 출처:한국원자력문화재단

초고온가스로(VHTR)는 사고 시에도 별도 운전원의 비상조치 없이 자연현상만으로 원자로의 안전정지가 가능한 고유 안전로라는 특성이 있다. 또한 고온 안전성이 뛰어난 헬륨을 냉각재로 사용하기 때문에 원자로 내부에 물이 없어 수소 폭발이나 증기 폭발이 일어나지 않는다는 장점이 있다. 다시 말해 헬륨은 안정한 불활성 기체이기 때문에 방사성 물질에 노출되어도 ‘방사화’가 되지 않는 것이다.

<VHTR> : google free image
출처:미국 U.S.DOE:A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy System

미래의 청정에너지인 수소를 대량 생산하기 위해서 원자력에너지를 이용할 수 있다. 원자력 이용 수소생산 시스템이라는 것이 있는데, 이는 우라늄을 연소시켜 섭씨 900도 이상 고온의 열에서 안전 운전이 가능한 초고온 가스로의 열을 이용한다. 그리고 물을 열화학 또는 고온 전기분해 방법으로 직접 분해함으로써 대량의 수소를 안전하고 깨끗하게 경제적으로 생산하는 기술을 의미한다.

원전 google free image

국내 기술로 개발 중인 4세대 원자로 KSTAR : googlel free image

 
이처럼 원자력에너지는 안전하게 이용하기 위한 인류의 노력은 계속되고 있다. 과학기술의 발달로 인해 우리가 편리하게 이용하는 물건에는 모두 위험도가 존재한다. 위험도를 조절하고 최대한 안전하게 이용할 수 있는 인간의 지혜가 바탕이 될 때 과학기술은 더욱 빛을 낼 수 있다. 원자력에너지는 위험하다 라는 편견을 버리고 과학적이고 논리적인 접근을 통해 보다 안전하게 이용하기 위한 우리들의 지혜가 필요한 시점이다.

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 이 동 진
사진 | 한국원자력문화재단
 

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  • 문대식 2012.02.28 13:19  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    무지에서 비롯되는 막연한 두려움을 떨쳐내는 것이 중요한 것 같습니다.
    우리 나라의 원자력은 세계에서도 인정하는 안정성을 지니고 있습니다.
    원자력 발전소 견학을 가보았습니다.
    http://blog.naver.com/jeneese/151805099

  • 성동규 2012.03.12 00:11  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    글 잘보고갑니다~ 정말 궁금했었던건데ㅎㅎ 얼마전 미래에너지심포지엄 패널때 4세대 공랭식원전에대한 한국의 개발현황에대해 질문하려했었는데 안탑깝게도 좌장께서 절 보시지 않으시더라고요 ㅠㅠ 한가지 질문이 있는데 글에서 보면 900도까지 운영할수있닥 했는데 그럼 900도이상의 끓는점그러니깐 정확히말해서 피로현상을 고려한 금속이 원자로를 운영해야 할텐데 그부분에대하여 알수있을까요? 그만한 열을 견디면서 내식성까지 갖추는 금속을 사용해야할텐데말이죠..

  • 국가과학기술위원회 이동진 기자 2012.03.13 11:51  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    안녕하세요. 국가과학기술위원회 이동진 기자입니다.
    우선 글을 관심있게 봐주셔서 감사합니다.

    우선 초고온가스냉각로는 원자력의 열을 이용해 수소를 값싸게 대량 생산하는 기술로서 주목을 받고 있습니다. 말씀 하신대로 섭씨 900도 이상의 고열을 견디면서 내식성을 갖춘 원자로를 만드는 것이 간단한 일이 아닙니다. 초고온 가스 냉각로는 원자로 노심의 온도가 섭씨 1200도나 돼, 고온을 견디며 안정적으로 핵분열을 지속하는 기술이 요구됩니다. 우리나라에서도 이러한 부분을 극복하기 위해서 연구개발을 하고 있는 것으로 압니다.

    참고로 재 가동되고 있는 경수로와 중수로와 같은 일반적인 원자로는 섭씨 약 300도까지 견딜수 있도록 설계되어 있습니다.

    이는 위 기사를 작성하면서 조사한 내용으로 실제의 내용과 다를 수 있음을 밝혀둡니다.

    좋은 하루 되세요~