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무사고 원전 건설 방법, 바다에 있다

  • 2014.05.28.
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‘기후변화나 자연재해로부터 원전을 안전하게 보호할 수 있는 방법은 없을까?’

원자력 발전 전문가들이 오래 전부터 머리를 맞대고 고민해온 화두입니다.

그래서 원전을 설계할 때 자연재해 상황에 대비한 내진 설계나 방호벽을 만들고, 건설 후에도 비상근무체계나 복구대책 등을 수립하고 점검하기도 합니다.

그런데 최근에 자연재해에서 완벽하게 자유로운 원전을 건설할 수 있는 아이디어가 나왔습니다. 바로 원전을 바다 한 가운데에 건설하는 해양원전입니다.

현재 해양원전 건설에 대한 연구는 이미 여러 선진국에서 아이디어 수준을 떠나 개발 차원의 단계를 밟고 있습니다.

해양원전이 무엇인지 살펴보고, 해양원전 건설을 추진하는 각국의 계획과 함께, 핵폐기물 처리와 관련한 획기적인 최신 대안도 알아보겠습니다.

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미 MIT 핵과학 및 공학과 자코포 본지오르노 교수는 얼마 전 워싱턴DC에서 열린 ‘소형 모듈러 원자로 심포지엄’에서 이런 주장을 했습니다.

“바다 위에 원자력발전소를 건설하면 지진이나 쓰나미로 부터 원전을 안전하게 보호할 수 있습니다.”

후쿠시마 원전사고의 직접적인 원인은 일본 동북부 지방에서 발생한 강진과 쓰나미 때문인 것으로 알려져 있습니다.

강진에 이어 쓰나미가 원전을 덮치면서 전력공급이 끊겼고, 원자로를 식히는 노심냉각장치가 작동하지 않아 수소폭발로 이어졌습니다.

본지오르노 교수팀이 제안하는 방법은 해안가에서 8~11km 정도의 먼 바다에 띄워진 부양식 구조물 위에 원전을 설치하는 것입니다.

그 구조물의 중심에 200MWe급의 원자로를 설치하고, 전력선은 해저에 깔아 육지와 연결한다는 계획입니다.

부양식 해양원전의 장점은 육지로부터 먼 바다 위에 떠있기 때문에 지진이나 해일에 거의 영향을 받지 않는다는 것입니다. 주변 바닷물을 냉각수로 쉽게 활용할 수 있다는 장점도 있습니다.

 

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현재 러시아에서는 35MWe급 원자로를 부두에 정박해놓은 바지선 위에 탑재하는 방식을 추진하고 있습니다.

‘아카데믹 로모노소프’로 불리는 이 바지선은 2만1,500t급이며 69명의 선원이 승선할 수 있는데, 러시아는 오는 2016년에 해양원전을 이 배에 건설한다는 계획을 하고 있습니다.

이 핵발전소가 건설되면 약 20만 명 규모의 도시에 에너지를 공급할 수 있습니다. 러시아는 이 원전을 항구도시나 극동지역 해안가에 설치해 만성적인 에너지 공급 부족 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

 

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우리나라도 해양원전의 건설에 빠질 수는 없습니다.

KAIST와 서울대 등은 지난 2011년부터 착저식 해양원전의 건설을 구상 및 추진하고 있습니다. 이 원전은 깊이 20~25m의 바다 속에 건설, 원전의 일부분이 수면 위로 드러나는 형태입니다.

프랑스에서는 50~250MWe급 원자로를 바다에 가라앉힌 후 육지와 연결된 전력선을 통해 전기를 공급하는 형태의 원전 개발을 추진 중입니다.

이 원전들이 모두 건설되고 안전성이 입증되고 나면, 전 세계에 ‘제2의 원전건설 붐’이 올지도 모르겠습니다.

코페르니쿠스적인 발상의
핵폐기물 처리제안

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원전 사고 위험과 함께 핵폐기물 처리에 대한 이야기가 늘 여론의 도마 위에 오르곤 하는 데요,

 

안전성이나 공간 문제 등에 대한 새로운 제안으로 우주 공간을 핵폐기물 처리 장소로 활용하자는 획기적인 의견이 제시되었습니다.

 

하지만 이 방법은 로켓 제작 및 발사에 드는 막대한 비용과 자칫 로켓 사고가 발생했을 때 입게 될 엄청난 위험성 때문에 아이디어 단계에서 그쳤습니다.

 

그런데 최근 이런 우주 공간 활용법이 현실적으로 가능할 수 있다는 의견이 제시되어 주목을 끌고 있습니다.

 

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지난 4월 미국 민간 우주벤처기업 스페이스X는 2단 로켓 팰컨9의 1단을 재활용하는 시험에 성공했습니다,

 

지금까지 한번 발사된 로켓은 임무를 완수한 후 바다에 떨어지거나 우주 공간 속으로 사라졌기 때문에 재사용할 수 없었습니다.

 

하지만 스페이스X의 로켓은 불과 상공 250m까지 올라갔다가 지상에 낙하하기 때문에 로켓을 재활용할 수 있다는 가능성을 보여줬습니다.

 

한국항공우주연구원 이승조 원장은 이 재활용 로켓을 사용하면 방사능의 위험으로부터 자유로운 우주 공간을 이용해 핵폐기물 문제를 해결할 수 있다고 주장하고 있습니다.

 

이 로켓에 연료만 주입하면 몇번이고 재사용이 가능하기 때문에 로켓발사 비용을 크게 낮추면서 핵폐기물을 안정된 우주공간에 보내 처리문제를 깔끔하게 해결할 수 있다는 것입니다.

 

정말 놀라운 코페르니쿠스적인 발상이 아닐 수 없습니다.

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