中, '토륨 기반 핵추진 상선' 설계 공개…"패러다임 전환"

[토륨 추진 원자력 화물선의 설계도 (중국 '선박' 잡지 캡처=연합뉴스)]

중국이 토륨 기반 핵추진 상선의 구체적 설계를 공개했습니다. 토륨 원자로 개발에 속도를 내는 중국의 행보는 글로벌 해양 패권 경쟁의 대형 변수로도 평가됩니다. 이 시스템이 가동되면 거대 선박도 수년간 연료 보급 없이 운항이 가능합니다. 

5일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 보도에 따르면 중국 조선 1위 업체인 중국선박그룹(CSSC) 산하 선박 설계·건조 업체 장난조선(江南造船)의 수석 엔지니어 후커이는 지난달 중국의 무역 관련 격월간지 '선박(船舶)'에 1만4천개 컨테이너를 실을 수 있는 토륨 추진 원자력 상선의 세부 사양을 공개했습니다. 

이 상선의 가장 큰 특징은 열 출력 200㎿(메가와트)급 토륨 기반 융용염 원자로(TMSR)로 구동된다는 점입니다.  

용융염 원자로는 리튬, 베릴륨 등의 금속 양이온과 플루오르, 염소 등의 음이온이 결합한 염(鹽)을 가열해 액체 상태(용융염)로 만들어 냉각재 및 핵연료에 사용하는 원자로입니다. 

대규모 냉각 시스템과 고압 격납 시설이 필요한 우라늄 기반의 기존 원자로와 달리 더 안전하고 핵확산 저항성이 높은 핵연료 토륨을 사용합니다. 

원자로에서 생성된 200㎿의 열은 선박 구동에 직접 쓰이는 것이 아니라 고효율 열역학 공정인 '브레이튼 사이클'을 이용해 초임계 이산화탄소(sCO₂) 발전기에 전력을 공급합니다. 브레이튼 사이클은 압축가스를 극한 온도로 가열한 후 터빈을 통해 팽창시켜 전력을 생산합니다. 

후커이에 따르면 관련 기술의 열·전기 변환 효율은 45∼50%로, 증기를 사용하는 기존 원자로(약 33%) 대비 크게 개선됐습니다. 

SCMP는 "냉각을 위한 물이 필요 없기 때문에 기존 설계 대비 더 작고, 조용하며, 안전하다"면서 "관련 기술이 상용화된다면 상업 운송 패러다임 전환을 가져올 수 있을 것"이라고 평가했습니다. 

중국은 이번에 공개된 선박이 '상업용 화물선'이라는 점을 강조하고 있지만, 사실상 핵잠수함 추진체계의 실증 단계로 볼 여지도 있습니다. 

이 상선 원자로의 출력 규모(200㎿)는 미국 해군의 최신 공격형 핵잠수함인 시울프(Seawolf)에 탑재된 S6W 원자로와 동일한 수준입니다. 

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