원자력연구원, 삼성중공업과 원자력 선박 개발 나서기로

"해상수송부문 탄소배출 규제 강화에 대응해
용융염 냉각 소형모듈원자로(SMR) 추진체로"
연구개발대상에 용융염로(MSR) 추가 공식화

한국원자력연구원과 삼성중공업 관계자들이 8일 소형모듈형 용융염원자로로 추진되는 선박을 공동 개발하기 위한 협약을 체결하고 기념사진을 찍고 있다. 한국원자력연구원 제공

국내·외에서 기후위기에 맞설 저탄소 에너지원으로 소형모듈원자로(SMR)에 대한 관심이 높아진 가운데 한국원자력연구원(이하 원자력연구원)이 소형모듈 용융염원자로(MSR)로 추진되는 선박 개발 계획을 내놓아 주목된다.

원자력연구원은 1959년 설립 이후 물을 냉각재로 한 경수로(LWR) 연구 개발에 집중하면서 비경수로형 원자로로 소듐(나트륨)을 냉각재로 쓰는 소듐냉각고속로(SFR)와 고온가스를 사용하는 고온가스냉각로(HTGR)까지 연구해 왔다. 녹은 소금인 용융염을 냉각재로 사용하는 용융염원자로 연구개발을 공식화하기는 이번이 처음이다. 최근 정부·여당내에서 소형모듈원자로에 대한 긍정적 분위기가 형성되고 있는 데 때맞춰 연구개발 포트폴리오 확장에 나선 것으로 보인다.

원자력연구원은 9일 “해상 수송부문에서 국제적인 탄소 배출 규제가 강화되는 추세에 대응해 삼성중공업과 탄소 배출이 없는 원자력 추진선을 공동 개발하기로 했다”고 발표했다. 원자력연구원은 두 기관이 8일 서명한 협약에 따라 △소형모듈형원자로 기반 해양 원자력 제품 설계 △요소기술·기자재 개발 및 성능 검증 △해양 원자력 제품의 비즈니스 모델 개발 및 경제성 평가 등에서 협력하게 된다고 밝혔다.

원자력연구원은 “용융염원자로는 내부에 이상 신호가 생기면 액체핵연료인 용융염이 굳도록 설계되어 중대 사고를 원천 차단해 안전성이 높다. 특히 핵연료의 사용 주기가 20년 이상으로 선박 수명 주기와 같아 한 번 탑재 후 교체가 필요 없고, 원자로 크기가 상대적으로 작아 선박 적용이 용이하다”고 설명했다.

원자력연구원이 연구개발에 나서기로 한 용융염원자로가 새로운 개념의 신기술은 아니다. 1950년대 미국에서 연구가 시작돼 오크리지국립연구소에서는 실험로까지 만들어진 바 있다. 하지만 그 뒤 경수로와 고속로 쪽으로 연구개발이 집중되면서 우선 순위에서 밀려났다. 이동형 원자력연구원 혁신전략부장은 “그 뒤로도 오크리지연구소에서는 꾸준히 연구가 됐는데, 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후 이 기술이 각광을 받으면서 스타트업들이 참여하고 정부 지원도 많이 이뤄지고 있다”고 말했다.

국제원자력기구(IAEA)가 지난해 내놓은 ‘소형모듈원자로 기술 개발의 진보’ 보고서를 보면, 용융염 방식의 소형모듈원자로는 지난해 하반기 기준으로 미국, 캐나다, 영국, 일본 등 7개 국에서 단독 또는 공동연구 형식으로 10개 노형에 대해 진행 중인 것으로 집계돼 있다. 이들 대부분 아직은 상용화 전망을 점치는 것이 무의미할 정도로 연구개발 초기 단계다. 가장 앞서 있다는 영국의 몰텍스에너지와 캐나다의 터레스트리얼에너지의 연구개발 프로젝트도 개념 설계 단계를 벗어나지 못했다.

영국 몰텍스에너지가 연구개발 중인 용융염원자로 방식 소형모듈원전 시설 상상도. 몰텍스에너지 제공

원자력연구원 박원석 원장은 “용융염원자로에 기반한 해양 수송선 개발은 국제 물류에서 게임체인저가 될 만한 차세대 기술”이라며 ”원자력 추진 선박 시장을 개척하고자 하는 삼성중공업과 함께 용융염원자로 연구개발에 더욱 노력할 것”이라고 말했다.

김정수 선임기자 jsk21@hani.co.kr