[Tech 스토리] 차세대 에너지원 SMR, 대형 원전보다 안전한 이유

기사입력 : 2023년03월19일 07:42

최종수정 : 2023년03월19일 12:12

원전 주요 요소 하나의 용기에 일체화해 경제성 높여
인간 개입 없는 피동형 안전 설계 방식, 안전성 높아
두산에너빌리티·HD현대·SK 등 국내 기업도 본격화

기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 1979년 미국 스리마일, 1986년 우크라이나 체르노빌, 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고 이후 줄었던 원자력발전소 바람이 다시 일고 있습니다. 우크라이나-러시아 전쟁 이후 자원의 무기화가 이뤄졌고 에너지 난이 물가 상승으로 이어지면서 경제의 어려움을 가중시키고 있기 때문입니다.

최근 일고 있는 원전 바람에는 차세대 원전 소형모듈원자로(SMR)의 등장도 한 몫을 하고 있습니다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 =[사진제공=한수원, 이베스트투자증권 리서치센터] 2023.03.19 dedanhi@newspim.com

SMR은 뭘까요. 세계 원자력에너지협회에 따르면 300MW 이하의 작은 원자로입니다. 700MW 이하가 중형 원자로, 대형 원자로는 700MW 이상으로 분류됩니다.

원자력발전소는 핵분열에서 발생하는 열을 이용해 물을 끓이고 그 힘으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 원리인데요. 원전은 크게 원자로, 증기 발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등으로 구성됩니다. 대형 원전은 이 같은 시설을 현장에 설치한 후 주배관에 연결하는데 과정이 매우 복잡하고 위험도 큽니다.

SMR은 이같은 주요 구성 요소를 하나의 용기에 일체화된 소형 원자로입니다. 모듈 형태로 제작해 건설하기 때문에 건설 기간을 3년 이하로 축소할 수 있을 뿐 아니라 연결 부위에서 방사능이 흘러나올 가능성이 적습니다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = [사진 제공=이베스트투자증권 리서치센터]2023.03.19 dedanhi@newspim.com

더욱이 SMR은 피동형 안전설계 방식을 택하는데요. 이는 인간의 개입 없이 중력과 대류 현상으로 작동해 안전성이 높습니다. 후쿠시마 원전 당시 자연재해 뿐 아니라 인간의 조작 실수나 미흡한 대처 능력이 사고의 심각성을 더했는데요. SMR은 추가 운영 지시나 외부 전력, 추가 냉각수 공급 없이 자동으로 냉각되는 피동형 설계여서 원전 사고가 커질 확률이 낮습니다.

또 SMR은 추가 냉각수 공급 없이 냉각되는 만큼 후쿠시마 원전에서 발생한 방사능 오염 냉각수 문제에서도 다소 자유롭습니다. 더욱이 크기가 작기 때문에 핵 분열로 발생하는 열 밀도가 대형 원전보다 작고 냉각 기능이 중단되어도 열을 식히기 쉽습니다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = [사진 제공=: Nuscale, 이베스트투자증권 리서치센터]2023.03.19 dedanhi@newspim.com

기술 표준이 정립되지는 않았지만 SMR은 4개 유형으로 나누는데요. 격납용기 내부에 원전 주기기를 통합한 형태인 PWR은 기존 원전과 같이 냉각재로 물을 사용합니다. 이 때문에 원전 규제 기관 인허가 절차를 빠르게 통과할 수 있는 것도 장점입니다.

MSR(용융 염 원자로)은 고체 핵연료 대신 염화물에 핵 연료를 녹여서 원자로 연료로 활용하는데요. 냉각제는 용융염, 감속재는 흑연을 사용합니다. 가압기 없이 냉각제는 500~1400℃를 유지 할 수 있어서 낮은 압력에서도 높은 열 효율을 보입니다. 핵연료가 용융된 상태라 노심 용융사고를 원전적으로 배제할 수 있습니다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = [사진 제공=: DOE, 이베스트투자증권 리서치센터2023.03.19 dedanhi@newspim.com

LFR (납 냉각 고속로)는 기존 원전과 작동 구조가 판이한 4세대 원전으로 냉각제로 납을 사용합니다. 감속재 없이 원자로를 운영하는데요. 고속 중성자에 쉽게 분열 반응을 일으키는 U-238, 플루토늄을 핵연료로 사용합니다.

마지막은 SFR (소듐 냉각 고속로) 방식인데요, 냉각재로 액체 소듐을 사용하고 고속중성자를 이용해 핵 분열 반응을 일으킵니다. 배관이 원자로용기 내부 풀안에 설치되어 냉각재 상실 가능성을 배재합니다. SFR의 열 전달 계통은 일차열전달계통(원자로 열을 일차소듐 냉각재로 전달), 중간열전달계통(증기생산) 그리고 동력변환계통으로 구성됩니다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = [사진 제공= IAEA, 이베스트투자증권 리서치센터]2023.03.19 dedanhi@newspim.com

아직은 SMR이 상용화된 곳은 없습니다. 전문가들은 2030년을 전후로 SMR 시장이 크게 확대될 것으로 예상하고 있는데요. 우리나라를 비롯해 전 세계적으로 총 71종 이상의 SMR이 개발 중입니다.

우리나라는 한국원자력연구원이 1997년부터 SMART라는 SMR 모델을 개발하기 시작해 2012년 7월 세계 최초로 표준설계인가를 받았는데요. 한국수력원자력이 이를 개량해 '혁신형 SMR'을 개발 중인 상황입니다.

국내 기업들도 최근에는 SMR 사업을 본격화했습니다. 대표적인 기업이 두산에너빌리티인데요. 미국의 뉴스케일파워와 협업하고 있습니다. 두산에너빌리티는 2019년과 2021년에 걸쳐 뉴스케일파워에 국내 투자사들과 함께 1억400만달러를 투자해 지분을 확보하면서 SMR 기자재 우선 공급권을 확보했습니다.

HD현대는 미국 테라파워에 3000만달러를 투자했고, SK 역시 테라파워에 2억5000만달러 지분 투자에 나서면서 SMR 사업을 본격화하고 있습니다.

윤석열 대통령은 지난해 신한울 1호기 준공 기념행사 축사에서 "우리나라의 독자적인 소형모듈원전(SMR) 개발에 총 4000억원을 투자해 미래 원전시장의 주도권을 확보해 나갈 것"이라고 강한 의지를 보였는데요.

최근 전기세 인상이 서민 가정의 어려움 뿐 아니라 국가 경제에도 부담이 되고 있는 상황에서 민관의 협력으로 차세대 에너지원으로 떠오르고 있는 SMR 경쟁에서 우리가 주도권을 가질 수 있을지 주목됩니다.

dedanhi@newspim.com

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"3초안에 13가지 암 찾는다" [서울=뉴스핌] 김용석 기자 = 혈액 검사 데이터만으로 3초 안에 13가지 조기 암을 찾아내는 시대가 열렸다. 미국 식약청(FDA)은 12일(한국시간) AI를 활용한 의료 시범 사업을 성공적으로 완료하고, 전 부문으로 확장할 것이라고 발표했다. 마틴 A. 마카리 FDA 박사가 이끄는 이번 계획은 올 6월 30일까지 모든 FDA 센터에 AI를 도입하는 것을 목표로 하고 있다. [사진= 뉴스핌 DB] FDA에 따르면 AI의료 혁신은 단순히 진단만 하는 게 아니라, 유전자 수준에서 향후 5년간 암 발생 확률을 예측할수 있게 됐다. 이 시스템에는 '거짓말 필터'가 내장돼 있어, 환자가 숨긴 병력도 감지할 수 있을 정도다. 특히 혈액 검사 데이터만으로 3초 안에 13가지 조기 암을 찾아낼 수 있으며, 정확도는 대형병원 의사를 능가하는 수준으로 알려졌다. 진료 비용은 인간 의사의 1/20에 불과하며. 다만, 매년 999달러의 'AI 사용 연회비'를 내야 한다. 마카리 박사는 "AI 시범 사업 성공에 큰 감명을 받았다. 검토 과정에서 많은 부분을 차지했던 비생산적인 반복 작업을 줄일수 있다. AI혁신 의료 기술은 새로운 치료법 검토 시간을 가속화하는 데 큰 가능성을 지니고 있다"라고 밝혔다. FDA의 신약평가연구센터(CDER) 신약평가과학국 부국장인 진중(진) 리우는 "이는 게임 체인저 기술이다. 3일 걸리던 작업을 몇분 만에 수행할 수 있게 되었다"라고 말했다. 새 AI의료 혁신은 FDA의 패스트트랙(그린 채널)을 통과해 다음 주부터 뉴욕 장로회 병원에서 시험 운영된다. fineview@newspim.com 2025-05-12 11:48

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와이스 호투...한화 12연승 날다 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 독수리가 마침내 12연승까지 날아올랐다. 김광현은 양현종과의 '레전드 매치'에서 웃었지만 김도영에 솔로 홈런을 허용했다. 화장한 날씨를 보인 이날 더블헤더를 포함해 8경기에 총 14만7708명의 관중이 입장해 역대 일일 최다 관중 신기록을 세웠다. 종전 일일 최다 관중은 지난해 6월 23일 역시 8경기에서 기록한 14만 2660명이었다. 단독 선두 한화는 11일 고척스카이돔에서 열린 키움과의 방문 경기에서 라이언 와이스의 호투를 발판 삼아 8-0으로 승리했다. 와이스는 8이닝 동안 삼진 9개를 뽑으며 1안타 무실점으로 키움 타선을 봉쇄했다. 라이언 와이스(왼쪽)와 노시환. [사진=한화] 한화가 12연승을 거둔 것은 빙그레 시절이던 1992년 5월 이후 33년 만이다. 당시 빙그레는 14연승까지 거뒀다. 한화는 3회초 2사 1, 3루에서 키움 포수 김재현의 2루 악송구 때 3루 주자가 홈을 밟아 1-0으로 앞섰다. 5회에는 2사 2, 3루에서 키움 선발 김윤하의 폭투로 1점을 추가한 뒤 노시환이 유격수 강습 중전 적시타를 때려 3-0으로 달아났다. 6회에는 이진영의 솔로 홈런과 이도윤의 적시타로 2점을 추가해 5-0으로 점수 차를 벌렸다. 한화는 9회초에도 3점을 보태 쐐기를 박았다. 대구에서는 문성주가 혼자 4타점을 뽑은 LG가 삼성을 7-4로 꺾었다. LG는 전날 더블헤더 1, 2차전을 포함해 3연승을 달린 반면 삼성은 8연패의 늪에 빠졌다. 1-3으로 끌려가던 삼성은 6회말 선두타자 구자욱이 좌중간 2루타로 포문을 열자 김영웅이 좌월 투런 홈런을 쏘아 올려 3-3 동점을 만들었다. 이어 르윈 디아즈는 우측 외야 스탠드 상단에 꽂히는 백투백 홈런을 터뜨려 4-3으로 역전시켰다. 문성주. [사진=LG] 하지만 LG는 7회초 2사 만루에서 문성주가 좌측 펜스 상단을 때리는 3타점 2루타를 터뜨려 단숨에 6-4로 다시 뒤집었다. 8회초에는 2사 만루에서 홍창기가 밀어내기 볼넷으로 1점을 보태 승부를 결정지었다. 더블헤더가 펼쳐진 인천에서는 SSG가 1차전에서 KIA를 8-4로 꺾었다. SSG는 4-1로 앞선 4회말에는 조형우의 적시타와 최지훈의 3루타 등으로 3점을 추가해 7-1로 달아났다. KIA는 5회초 최형우가 투런홈런을 날렸으나 더는 추격하지 못했다. KIA 선발 제임스 네일은 4이닝 동안 개인 최다인 7실점하고 무너졌다. 김광현과 양현종이 선발 대결을 펼친 2차전에서도 SSG가 5-1로 승리했다. KIA는 4회초 김도영이 좌중월 솔로홈런을 날려 선취점을 뽑았다. SSG는 6회말 채현우의 3루타 등 4안타와 볼넷 4개를 묶어 대거 5점을 뽑아 전세를 뒤집었다. 7이닝 1안타 1실점으로 호투한 김광현은 승리투수가 됐고 5.1이닝 3안타와 볼넷 2개로 3실점 한 양현종은 패전투수가 됐다. 김광현. [사진=SSG] 잠실에서는 NC가 두산을 맞아 더블헤더 1차전을 11-5로 이긴 뒤 2차전마저 5-2로 승리했다. NC는 7연승을 달리며 4위로 뛰어올랐다. 두산은 1차전 1회말 상대 실책 속에 양석환의 2루타와 볼넷 3개를 묶어 먼저 4점을 뽑았다. 그러나 NC는 2회초 두산 선발 콜 어빈의 제구가 흔들리는 사이 3안타와 4사사구로 6점을 뽑아 전세를 뒤집었다. 3회에는 안중열의 2루타로 2점을 추가한 NC는 4회에도 1점을 보태 9-4로 달아나며 일찌감치 승기를 잡았다. 천재환. [사진=NC] 2차전에서 NC는 2회초 천재환이 선제 솔로홈런을 날렸으나 두산은 2회말 1사 만루에서 김기연이 2타점 우전안타를 날려 전세를 뒤집었다. 그러나 NC는 3회초 4안타와 볼넷 2개로 4점을 뽑아 5-2로 재역전했다. 수원구장 더블헤더 1차전은 롯데가 6-1로 승리했으나 2차전은 kt와 1-1로 비겼다. 롯데는 1차전 1회초 전준우의 투런홈런 등으로 먼저 3점을 뽑았다. kt가 1회말 실책을 틈타 1점을 만회했으나 롯데는 3회초 전준우가 희생플라이로 다시 1점을 보탰다. 박세웅. [사진=롯데] 승기를 잡은 롯데는 6회와 9회에도 1점씩 보태며 승부를 갈랐다. 롯데 선발 박세웅은 6.1이닝을 4안타 1실점(비자책)으로 막고 시즌 8승(1패)째를 거둬 다승 단독 선두로 나섰다. 2차전에서 kt는 1회 안현민의 적시타로 선취점을 뽑았으나 롯데는 4회초 안타 없이 사사구 4개로 동점을 만들었다. 이후 양 팀이 점수를 뽑지 못하면서 무승부가 됐다. psoq1337@newspim.com 2025-05-11 22:32