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차세대 용융염 원자로 개발을 위한 노력

 


(Credit: Idaho National Laboratory)

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앞서 소개한 것처럼 4세대 원자로는 원전 사고의 원인이 됐던 고압의 수증기 대신 끓는 점이 훨씬 높은 용융염 (molten salt)를 사용해 안전성을 크게 높인 것이 특징입니다.

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미국에서 건설에 들어간 테라파워 (TerraPower)의 나트륨 용융염 원자로인 나트리움 (Natrium)가 아마도 상업용 용융염 원자로의 스타트를 끊을 것으로 예상되는 가운데 더 진보된 용융염 원자로 (Molten salt nuclear reactors (MSR)) 개발을 위한 연구도 같이 진행되고 있습니다.

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테라파워 나트리움: https://blog.naver.com/jjy0501/223479799562

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빌 게이츠의 테라파워와 서던 컴퍼니 (Southern Company), 아이다호 국립 연구소 (Idaho National Laboratory)는 용융 염소 반응로 실험 (Molten Chloride Reactor Experiment (MCRE))이라는 차세대 용융염 연구를 진행하고 있습니다.

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MCRE는 리튬 염화칼륨염 lithium chloride-potassium chloride salts이라는 물질을 용융염으로 사용하는 시스템으로 풀 스케일 원자로 테스트 전에 18kg 정도의 우라늄 연료를 이용해 스테인리스 폐쇄 회로에서 순환시켜 문제가 없는지 검증하고 있습니다.

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(동영상)

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현재는 초기 단계이지만, 이 기술이 완성되면 멈추지 않고 흐르면서 작동하는 원자로가 될 것이라고 합니다. 아직은 1세대 용융염 원자로가 상업발전에 들어가기 전이지만, 결국 더 안전하고 효율이 높은 원자로에 대한 요구가 있을 수밖에 없기 때문에 지금부터 연구가 필요합니다.

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기본적으로 용융염 원자로는 매우 높은 온도에서 작동하고 쉽게 기화하지 않기 때문에 물을 사용한 기존의 원자로처럼 폭발 위험성이 없고 후쿠시마 원전 사고처럼 수소가 발생해 폭발할 가능성도 없습니다.

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또 낮은 압력에서 작동하기 때문에 시스템 자체에 주는 부담도 적습니다. 마지막으로 전력 공급이 끊기더라도 용융염에 연료가 녹는 경우 자연적으로 핵분열 반응이 멈추게 되어 휠씬 안전한 것으로 평가받고 있습니다.

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용융염 원자로와 현재 경쟁자라고 할 수 있는 SMR 중 어느 것이 미래 원자력 산업을 주도할지 주목됩니다.

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참고

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https://newatlas.com/energy/molten-salt-test-loop/

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https://inl.gov/feature-story/real-time-monitoring-of-advanced-nuclear-fuel-now-possible-with-new-test-bed/

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