한국과 미국, 프랑스, 일본, 영국 등 9개 국가들은 지난 2001년 이러한 목표를 갖춘 차세대 원전을 개발하기 위한 국제협력체인 ‘GIF’를 출범했다. 이후 유럽연합(EU)과 중국, 러시아 등이 참여해 현재 13개국으로 늘었다.
GIF는 ‘4세대 원자력시스템’으로 이름붙인 이 프로젝트를 달성하기 위해 6개의 원자로형을 제시했다. △소듐냉각고속로(SFR) △초고온가스로(VHTR) △초임계압수냉각로(SCWR) △가스냉각고속로(GFR) △납냉각고속로(LFR) △용융염로(MSR) 등이다.
한국 정부는 이 중에서 SFR와 VHTR 등 2가지를 4세대 미래형 원전으로 선정, 공식 개발하고 있다. 국내 가동원전 23기 중 19기가 택한 한국의 표준형 원전인 ‘가압경수로형 원자로’(PWR)는 2세대로 분류된다.
SFR은 ‘Sodium-cooled Fast Reactor’의 약자이다. 원자로 안에서 발생한 고온의 열을 외부로 전달하는 역할인 냉각재로 기존 원전처럼 ‘물’(경수)이 아닌 액체금속인 ‘소듐’(나트륨의 영어이름)을 이용한다. 또한 고속중성자를 이용해 우라늄 원자핵분열을 일으키는 점도 기존과 다르다.
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SFR과 파이로프로세싱 기술을 개발하는 한국원자력연구원은 이 경우 방사성폐기물 발생량을 지금의 20분의 1로 줄이고, 우라늄 활용률은 100배 이상 높일 수 있다고 본다.
다만 소듐은 공기나 물과 직접 닿으면 화제 혹은 폭발 가능성이 있다. SFR 이용에 필수적인 파이로프로세싱 기술은 현재 한미 원자력협정에 의해 상용화가 제한되는 문제도 있다.
주형국 원자력연 고속로설계부장은 “2017년 150MW급 SFR 실증로의 표준설계를 완료해 다른 기관의 검증을 받은 뒤 2028년까지 완공해 실제 운영을 목표로 하고 있다”고 말했다.
VHTR은 ‘Very high temperature reactor’의 약자로 말 그대로 매우 높은 온도를 내는 원전이다. 섭씨 950도까지 낼 수 있다.
이 원전은 물을 열화학적으로 분해해 수소를 대량생산하거나 산업체에 열을 공급하는 데 쓸 수 있다. 원전의 주 임무가 전력생산에서 이처럼 바뀌는 것이다.
원자력연은 국제 공동연구를 통해 2020년까지 열출력 200MW급 실증로를 지어 연간 2만t의 수소생산을 목표로 하고 있다.
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