(The irradiation tests took place at NRG's Petten nuclear reactor site. Credit: NRG)
원자력 발전은 세계 여러 나라에서 논쟁의 중심에 서 있습니다. 국가적으로 원전을 선택하기로 결정한 국가와 탈원전을 하기로 결정한 나라도 있지만, 사실 국민적 합의가 이뤄지지 않은 나라도 있습니다. 하지만 만약 원전을 계속 사용해야 한다면 더 안전한 대안이 필요하다는 점에는 모두 공감할 수 있을 것입니다. 예를 들어 앞서 소개한 모듈식 원자로나 토륨 용융로가 그렇습니다.
네덜란드에 있는 핵연구 및 컨설트 그룹 Nuclear Research and Consultancy Group (NRG)은 암스테르담 북쪽 60km 떨어진 지점에 건설한 실험용 용융염 반응로(Molten Salt Reactor (MSR))인 High Flux Reactor의 첫 방사선 내성 테스트를 마쳤다고 발표했습니다. 이는 2015년 이후 진행한 SALIENT-01 테스트의 결실로 토륨 원자로의 가능성을 보여줬습니다.
현재 널리 사용되고 있는 경수로의 경우 핵연료를 연료봉 형태로 만든 후 여기서 나오는 열을 이용해 증기 터빈을 돌리는 방식입니다. 지난 60년간 효과와 안전성을 입증한 방식이기는 하지만 몇 가지 단점도 있습니다. 우선 물을 끓이는 방식으로 고온 고압 상태가 되고 뭔가 잘못되어 초고온 상태가 되면 물을 분해해 수소를 생산하기 때문에 위험한 일이 생길 수 있습니다. 후쿠시마 원전 사고에서 실제로 발생한 일입니다.
이에 비해 용융염은 아예 핵연료를 섞은 연료 물질을 고온으로 유지시키는 방식으로 물이 직접 접촉할 필요가 없으며 끊임없이 냉각수를 넣어 줄 이유도 없습니다. 압력도 낮아서 폭발이나 증기가 새어나갈 가능성 역시 없습니다. 또 토륨처럼 핵분열 반응이 잘 일어나지 않는 핵연료도 좀 더 쉽게 사용할 수 있습니다. 만약 문제가 생겨 핵연료가 새어 나가도 중력에 의해 별도의 탱크에 나눠 흘러가게 만들면 핵반응을 저절로 멈추게 할 수 있습니다.
무엇보다 토륨 원자로의 안전성이 높은 이유는 우라늄에 비해 치명적인 방사성 폐기물을 덜 만들 뿐 아니라 대부분 반감기가 짧다는 것입니다. 물론 토륨의 매장량이 우라늄보다 훨씬 많다는 점 역시 장점입니다. 단점은 매우 고온인데다 부식성이 강한 방사성 연료를 다루기가 어렵다는 것입니다. 이번에 테스트한 실험용 원자로 역시 발전보다는 내구성 테스트이며 앞으로 더 많은 테스트와 연구 개발을 거쳐야 합니다. 과연 용융로가 원자력의 새로운 대안이 될 수 있을지 결과가 주목됩니다.
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