K원잠 성공, 원자로 설계에 달렸다 [무기로 읽는 세상]

HY-100 고장력강을 사용하는 미국 해군의 시울프급 잠수함. 우리나라는 HY-100 고장력강뿐만 아니라 잠수함의 무장과 소나 그리고 전투체계등을 국산화했다. 미국 해군 제공

지난달 경주에서 열린 한미정상회담에서 K원잠, 즉 한국형 원자력 추진 잠수함 건조에 청신호가 켜졌다. K원잠 건조에 가장 큰 장애물이었던 핵연료 문제를 이재명 대통령이 공식적으로 언급했고, 다음 날 트럼프 대통령은 소셜네트워크서비스(SNS)를 통해 한국의 원자력 추진 잠수함 건조 계획을 공식적으로 승인했다.

그 동안 비닉(秘匿)사업, 즉 비밀 군 사업으로 진행되던 K원잠이 수면 위로 급부상한 것이다. 정부의 움직임도 발 빠르다. 지난 4일 대통령실에서 열린 제48차 국무회의에서 원종대 국방부 자원관리실장은 "미국 측과의 협의를 통해 핵추진 잠수함용 연료를 확보하고, 2020년대 후반 건조 단계에 진입하면, 2030년대 중후반에는 선도함 진수가 가능할 것으로 판단된다"고 보고했다. 미국과의 세부협상이 남아 있지만, 일단 K원잠 건조에 청신호가 켜진 것은 분명하다.

우리는 독자적으로 원자력 추진 잠수함을 만들 능력을 갖고 있을까. 우선 잠수함의 압력선체를 만드는 데 사용하는 고장력강은 포스코에서 만들고 있다. 10월 22일 진수된 해군의 최신 잠수함인 장영실함은 국산 HY-100 고장력강을 사용해 수심 400m 이하에서도 잠항이 가능하다. HY-100 고장력강은 해외의 원자력 추진 잠수함에도 사용된다. 미국 해군의 시울프급 공격원잠이 대표적이다. 이 밖에 중어뢰를 포함한 각종 유도무기, 잠수함의 감각기관인 소나, 두뇌인 전투체계까지 한국형 원자력 추진 잠수함에 들어갈 핵심 구성품은 국산화가 상당 부분 진척됐다. 다만 무한동력을 바탕으로 수중에서 고속을 내는 원자력 추진 잠수함에 걸맞게 선형 즉 잠수함의 외형을 새로 만들어야 한다. 이와 관련된 부분은 국내 조선업계에서 다양한 연구가 진행됐고, 결과물을 선보이기도 했다.

그렇다면 가장 큰 걸림돌은 무엇일까. 국내 건조 시 가장 큰 난제로는 K원잠에 사용될 '원자로'가 꼽힌다. K원잠에 사용될 원자로는 스마트 원자로와 소형모듈원전이 언급된다. 기존 국내에서 만들어진 가압경수로 대비 크기가 작고 안전성이 높은 것이 장점으로 꼽힌다. 하지만 스마트 원자로와 소형모듈원전은 설계만 했을 뿐 실증사례는 없다. 더욱이 원자력 추진 잠수함에 사용되는 원자로는 지상 원자로와 달리 크기 제약이 상당하고, 고정된 것이 아니라 상하좌우로 움직이면서도 정상 작동해야한다.

잠수함 승조원의 방사능 피폭도 최소화시켜야 한다. 은밀성을 생명으로 하는 잠수함인 만큼 소음 최소화도 과제다. 즉 K원잠 성공의 핵심은 원자로에 달린 셈이다. 이를 위해서는 원자력 추진 잠수함에 사용되는 원자로를 만들어 지상에서 실증 및 검증하는 단계가 매우 중요하다. 미국 최초의 원자력 추진 잠수함인 노틸러스함도 지상 검증을 미국 내에서도 외떨어진 아이다호 국립연구소에서 수년간 진행했다. 이를 위해서는 부지 확보도 필요하고 환경영향평가 그리고 지역 주민들과의 협의가 중요하다. 여기에 더해 K원잠을 건조하는 조선소와 잠수함 기지도 원자력 발전소에 준하는 방사능 차폐시설을 갖추어야 한다. 이것도 지역주민들과 협의가 필요한 과제다.

"악마는 디테일에 있다"는 말처럼 원자력이라는 다소 위험한 에너지를 사용하는 만큼, 예상치 못한 세부사항에 대한 위험 관리가 중요하다. 이를 위해서 정부는 국책사업으로 추진되는 K원잠에 대한 국민 관심과 성원을 이끌어내는 데 최선을 다해야 할 것이다.

김대영 군사평론가