미국이 새로운 원자로 건설을 서두르는 이유

미국 에너지부(DOE)는 미국의 주요 원자력 산업을 되살리기 위한 노력으로, 앞으로 7년 이내에 2개의 새로운 원자로를 건설 하는 것을 목표로 하고 있다고 발표했습니다. 

원자로는 DOE의 새로운 Advanced Reactor Demonstration Program의 중심이 될 것이고 이번 회계 연도에는 2억 2천 2백만 달러(2천 7백억 원)를 받을 것입니다. 

각각의 원자로는 산업 파트너와의 50-50 협력으로 구축될 것이며, 궁극적으로 DOE로부터 최대 40억 달러(4조 8천억 원)의 자금을 지원받을 수 있습니다. 

MIT의 핵 엔지니어인 Jacopo Buongiorno는 “이것은 게임 체인저가 될 수 있습니다. "라고 말합니다.

상업용 원자로는 미국 전력의 20%를 공급합니다. 그러나 미국 원자력 산업은 지난 수십 년 동안 어려움을 겪고 있습니다. 

앞으로 더 많은 원자로가 폐쇄 될 예정이며, 원자력 산업의 전력 공급 비중은 하락할 것으로 예상됩니다. 

그 끔찍한 상황에도 불구하고, 엔지니어들은 더 안전하고 효율적이라고 생각하는 고급 원자로 설계를 계속 개발해 왔습니다.

(NuScale의 소형 모듈형 원자로와 기존 원자로의 크기 비교. 왼쪽이 기존 원자로고 오른쪽이 NuScale 원자로임.)

예를 들어, DOE는 이미 NuScale Power와 협력하여 소형 모듈형 원자로를 개발하고 있습니다.

Buongiorno는 최근의 원자로 설계가 표준 기가 와트 출력 원자로보다 훨씬 작은 소형 모듈형 원자로에 초점을 맞추는 경향이 있다고 말합니다. 

표준 상용 원자로는 3% ~ 5% 함량의 우라늄-235 연료를 연소하여 물을 가열하고 증기 터빈을 구동합니다. 

새로운 설계안은 냉각수로 물 대신 용융염을 사용하고 최대 20%의 우라늄-235를 함유한 연료를 연소시켜 보다 효율적으로 만들 수 있습니다.

(미래의 원자력 발전소. 위에 나온 소형 원자로 모듈 여러 개를 묶어서 클러스터를 구성한 모습임.)

 폐기물 처리 문제와 방사능에 대한 대중의 인식이 여전히 남아 있지만, 원자력 산업이 직면한 가장 큰 문제는 새로운 원자로 디자인의 높은 비용으로, 70억 달러(8조 4천억 원) 이상이 필요할 수 있습니다. 

이러한 시장에서 회사는 그러한 자본 비용을 감당할 수 없기 때문에, 저렴한 신재생 에너지가 궁극적으로 원자력을 대체할 수 있다고 시카고 대학의 물리학자인 Robert Rosner는 말했습니다. 

그러나 한편으로, Rosner는 풍력과 태양광의 비용이 상승할 것이라고 말했습니다.

재생 에너지의 전력수급은 제어하기 어려우며, 재생에너지의 비중이 시장의 20%에서 30%로 확장될 때 이러한 간헐성이 훨씬 더 비싼 비용을 초래할 것이라고 그는 말했습니다. 

바로 이런 상황에서 원자력이 재생 에너지를 보완할 수 있을 것이라고 말합니다.

그리고 미래에 진보된 원자로를 건설하기 위해서는 그때까지 미국이 원자로를 건설할 능력을 유지하고 있어야 한다고 Buongiorno는 주장합니다.

이것이 새로운 DOE 프로그램의 목표입니다.