테라파워의 4세대 소듐 용융염 원자로 건설 시작

(Credit: TerraPower)

빌 게이츠가 설립한 테라파워 TerraPower가 첫 번째 4세대 원자로를 건설하기 위해 첫 삽을 떴습니다. 나트리움 (Natrium)이라는 명칭의 345MW급 소듐 (나트륨) 용융염 원자로 (molten sodium reactor)은 와이오밍주 케머러 (Kemmerer, Wyoming)에 건설됩니다.

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나트리움이 현재 상용화된 원자로와 가장 큰 차별점은 명칭처럼 나트륨을 냉각제로 사용합니다. 물처럼 섭씨 0도에서 얼고 100도에서 끓는 물질을 원자로 냉각제로 사용하면 순식간에 끓어올라 고온 고압의 가스가 되기 때문에 사실 관리가 쉽지 않습니다.

반면 나트륨은 녹는점이 섭씨 98도 끓는점이 883도로 785K라는 매우 넓은 범위를 지니고 있고 고온 고압의 가스도 만들지 않기 때문에 고온의 원자로 냉각제로 더 유망합니다. 더욱이 고온에서 산소와 수소로 분해되어 후쿠시마 원전 사고처럼 폭발하지 않는다는 것이 큰 장점입니다.

(동영상)

다만 상온에서는 액체가 아니기 때문에 지금까지 상용화가 어려웠으나 나트륨을 다루는 기술의 발전으로 이제 시도할 수 있게 된 것입니다.

나트리움의 또 다른 특징은 용융염을 이용해 바로 터빈을 돌리는 것이 아니라 거대한 두 개의 용융염 탱크에 저장한 후 필요할 때 열에너지를 꺼내 쓴다는 것입니다. 이런 구조를 지닌 이유는 전력이 더 필요할 때 50% 정도 더 많이 돌리기 위한 것입니다.

나트리움은 풍력이나 태양광 같은 신재생 에너지와 함께 사용하는 시나리오에 근거에 개발됐습니다. 에너지가 남아돌 땐 열 배터리 형태로 용융염 탱크에 저장했다가 태양광이나 풍력 발전이 감소할 때 더 많이 발전하는 원리입니다.

현재 개발 중인 SMR과 비교해서 나트리움은 대형 원자로를 목표로 하기 때문에 경제성 면에서 우위에 있을 것으로 기대할 수 있습니다. 또 고온의 나트륨을 냉각제로 사용해서 더 높은 효율도 기대할 수 있습니다.

나트리움은 2030년대 상업 발전을 목표로 하고 있습니다. 순조롭게 진행된다면 2013년 이후 미국에 도입되는 첫 원자로가 될 것입니다. 빌 게이츠의 테라파워가 안전하고 더 효과적인 원자력 시대를 열게 될지 결과가 주목됩니다.

참고

https://newatlas.com/energy/bill-gats-breaks-ground-first-us-gen-4-nuclear-plant/

https://www.gatesnotes.com/Wyoming-TerraPower-groundbreaking

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