中 냉각수 필요 없는 '토륨 원자로' 9월 가동..일대일로 참여국에도 설치할 듯

中연구진 "몇년 내 소형 원자로 광범위하게 배치"
시진핑 '2060 탄소중립국' 선언 이후
용융염 원자로 개발 박차

시진핑 중국 국가주석이 지난 16일 베이징에서 아시아태평양경제협력체(APEC) 화상 특별정상회의에 참여해 연설하는 모습. 신화연합뉴스

중국 연구진이 냉각수가 필요 없는 세계 첫 상업용 원자로 설계를 공개했다고 홍콩 언론이 보도했다. 토륨을 핵분열 연료로 사용하는 이 원자로는 우라늄 원자로보다 더 많은 열과 전력을 생산하면서도 방사성 폐기물이 적다는 이점이 있다. 중국은 인구 밀도가 낮은 중서부 지역의 사막과 평원을 비롯해 ‘일대일로’(육·해상 신실크로드) 프로젝트에 참여하는 일부 국가에 토륨 원자로 건설을 지원할 것으로 예상된다.

19일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국과학원 상하이응용물리연구소의 옌루이 교수 연구팀은 지난주 중국 학술지 ‘핵기술’(Nuclear Technics)에 실린 논문에서 “소형 원자로는 경제성과 효율성, 융통성 측면에서 상당한 이점이 있다”며 “미래 청정 에너지로 전환하는 데 중요한 역할을 할 수 있다”고 지적했다. 논문은 또 “용융염(熔融鹽·고온에서 녹아 액체가 된 염류) 원자로는 다용도이면서 크기가 작다”며 “소형 원자로만큼 설계하기 쉬워 국제적인 주목을 받고 있다”고 덧붙였다. 이 연구소는 2030년을 목표로 용융염 원자로 상용화를 추진해왔다.

고체 연료봉 대신 액체 소금으로 구동되는 원자로 개념은 1940년대부터 있었다. 액체 소금이 냉각재 역할을 해 물이 필요 없고 토륨의 방사능 수치가 낮다는 점이 매력적으로 여겨졌다. 토륨은 우라늄과 함꼐 다량으로 존재하는 방사성 원소로 핵 원자로에서 우라늄을 대체할 물질로 여겨졌다. 미국과 구소련, 프랑스, 일본 등이 1960년대 이 기술을 활용한 원자로 개발에 나섰지만 파이프 균열 같은 난관에 부닥쳐 진전을 보지 못했다.

중국 연구진들은 1000℃에 달하는 온도에서 방사선을 견딜 수 있는 합금 개발에 주력하는 등 기술적인 문제를 보완했다. 중국은 2011년 간쑤성 사막 도시인 우웨이에 토륨 용융염 원자로 건설을 승인했다. 이 공사는 다음 달 마무리돼 이르면 9월부터 시험 운행에 들어갈 전망이다.

중국은 토륨 원자로를 태양열, 풍력 발전소와 연계해 인구 밀도가 높은 지역에 전력을 공급하는 데 활용한다는 계획이다. 다량의 물을 냉각재로 사용해야 하는 기존 원자로는 동부 해안 지역에 들어서야 하지만 용융염을 냉각재로 쓰는 토륨 원자로는 사막이나 평원에도 건설할 수 있다.

베이징=권지혜 특파원 jhk@kmib.co.kr