[경제기사 이렇게 읽어요] 탈원전 대안 떠오른 '소형원전'..안전한 차세대 원자력기술이죠

기존 원전 작게 축소한 'SMR'
구조 단순해 안전하고 효율적
탄소중립 목표 달성 해법으로

◆ 경제신문은 내친구 ◆

원자력발전 산업을 살릴 방안으로 '소형모듈 원자로(SMR·Small Modular Reactor)'가 주목받고 있다. 정부가 탈원전을 하면서 '탄소중립'(이산화탄소 배출량만큼 이산화탄소를 흡수하는 대책을 마련해 실제 배출량을 '0'으로 만드는 것)을 달성하는 방안으로 소형모듈원전이 대안으로 떠오르고 있는 것이다. 산업통상자원부는 최근 한국형 소형모듈원전 연구개발(R&D)을 위한 예비타당성 조사를 신청했다. 지난달 한미정상회담에서 한국과 미국이 협력해 해외시장에 원전을 수출하기로 합의했다. 현재 정부의 원전 수출 구상 핵심에는 소형모듈원전이 있다. 소형모듈원자로가 무엇인지 궁금해진다.

―원자력발전의 기본 원리는 무엇인가요.

▷원자력은 기본적으로 핵분열에서 발생하는 열을 이용한다. 모든 원자는 양성자와 중성자로 구성된 '원자핵'과 그 주변을 도는 '전자'로 이뤄져 있다. 우라늄의 원자핵이 중성자를 흡수하면 원자핵이 분열된다.

이때 아인슈타인의 '질량·에너지 등가(E=mc2)' 공식에 따라 열이 만들어진다. 원자력발전은 핵분열 연쇄반응을 일으키면서 엄청난 열이 발생하는데 그 열로 물을 데워 증기가 발생하면 그 힘으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식이다. 원전 연료로 사용되는 우라늄235(U235) 1g이 핵분열을 통해 만드는 에너지는 석탄 3t, 석유 9드럼이 만드는 에너지 양과 동일하다고 알려져 있다.

―SMR가 뭔가요.

▷SMR는 한마디로 작게 축소한 원자로라고 이해하면 된다. 일반 원자력발전소는 원자로, 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등 주요 기기가 별도로 분리돼 있으나 SMR는 하나의 용기에 모두 담은 형태로 돼 있다. 공장에서 제작이 가능하며 모듈 형태로 운송할 수 있어 원전 건설현장에 간단히 설치할 수 있다. 전기출력도 일반 원자로에 비해 낮은 300㎿ 수준이다.

SMR는 구조가 간단하기 때문에 안전한 것이 장점이다. 원전은 대형으로 갈수록 구조가 복잡해지기 때문에 규모가 클수록 안전 설계가 어렵고 인력도 급격히 늘어난다.

SMR는 크기가 작고 구조가 단순해 동일 출력 대비 인프라스트럭처, 인력, 핵연료 사용 등이 효율적이다. 일반 원전은 원전 용지에 기초 공사부터 안전 시설을 설치하는 마무리 단계까지 모두 완료하는 데 시간이 오래 걸린다.

반면 SMR는 현지 조립 방식으로 원전을 지을 수 있다. 모듈화된 SMR를 미리 생산하고, 이를 원전 현장으로 운송해 설치하면 되기 때문이다. 이 덕분에 원전 설계가 단순해지며 SMR 생산 공정화 효율성을 높여 경제성을 키우기 용이하다. 또 대형 원자로보다 핵연료 사용이 효율적이며 관련 인프라와 인력을 최소화할 수 있다는 강점이 있다.

―SMR가 탈원전 정책 대안으로 떠오르는 이유는.

▷대형 원전은 열교환기와 냉각기, 증기발생기, 가압기 같은 주요 구성기기를 배관으로 서로 연결하는 구조를 지니고 있다. 따라서 사고가 발생하면 연결돼 있는 부분에서 방사능이 유출될 위험성이 높다. 반면 SMR는 주요 구성기기들이 모두 압력용기에 들어가 있어 사고가 발생하더라도 방사능이 외부로 유출되는 위험을 크게 줄일 수 있다.

SMR는 안전성을 가장 중시한다. 안전한 SMR를 만들기 위해 매우 단순한 구조를 채택했으며 용량도 작게 설정했다. SMR는 출력이 낮고 시스템 자체가 소형이어서 지하 매립 방식, 냉각 수조에 넣는 방식, 해양부유식 등 다양한 방법으로 안전 장치를 활용할 수 있다. 이런 안전 장치들 특징은 외부 장비 개입 없이 자연을 그대로 활용한다는 것이다. 이 덕분에 SMR는 사고가 나더라도 환경으로 누출되는 방사능 양을 억제할 수 있다.

―우리나라의 SMR 개발 현황은 어떤가요.

▷우리나라는 빠르게 SMR 개발을 시작한 나라라고 보기 어렵다. 다만 이전에 개발해뒀던 스마트 원전 기술이 있고, 다양한 원전 수출 경험을 갖고 있다는 장점이 있다. 기존 원전은 안전성을 확보하기 위해 우선 안전 설비를 추가한 뒤 떨어진 경제성을 끌어올리기 위해 용량을 키우는 방식으로 만들어져 왔다.

현재 우리나라는 한국수력원자력(한수원)과 한국원자력연구원을 주축으로 SMR를 개발하고 있다. 계획대로 개발이 진행된다면 2030년께 세계시장에 내놓을 수 있는 SMR를 만들게 될 것으로 전망된다.

[이종화 기자 / 김예은 경제경영연구소 인턴 기자]

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