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[원자력탐험대 29화] 크기는 작고, 더 똑똑한 원자로?

  • 2016.01.25.
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건설 비용 줄이고 안전성 높인 ‘한국형 중소형 원자로’

 
정보 기술(IT)의 발달로 우리 주변에선 요즘 ‘똑똑한’이란 뜻의 영어 단어 ‘스마트(smart)’를 많이 접하게 된다. 가까이로는 스마트폰을 비롯해 스마트 가전, 스마트 홈, 그리고 스마트 러닝까지 웬만한 생활 관련 새 기술엔 스마트를 붙여야 할 정도다. 그야말로 공상 과학(SF) 영화에서나 만날 수 있던 여러 기능을 갖춘 미래 환경이 열리는 때다. 전기를 만드는 발전, 그 중에 원자력 발전 분야에서도 이러한 기술의 진보는 속속 현실로 이뤄지고 있다.
 
△세계 최초의 스마트 원전
30년이란 짧은 개발 역사에도 불구하고 원자력 기술의 비약적인 발전을 이룩한 나라는? 바로 대한민국이다. 지난 시간 살펴본 한국형 원자로(APR1400)뿐 아니라 차세대 중소형 원자로 분야에서도 세계의 주목을 한 몸에 받고 있기 때문이다. 그리고 그 주인공은 ‘스마트 원전’이다.

스마트 원전이란 한국원자력연구원이 지난 2012년 세계 최초로 개발한 한국형 중소형 원자로를 말한다. 원자력 발전은 안전성을 위해 일반적으로 대규모의 설비와 발전 용량을 갖게 마련이다. 물론 원자력 잠수함에 실리는 원전처럼 작은 규모의 발전 용량에 대한 연구가 없었던 것은 아니지만 이는 어디까지나 군사적인 분야에 제한된 기술이었다.

하지만 우리나라가 세계에 첫선을 보인 스마트 원전은 밥상을 도시락으로 줄여 놓은 것처럼 건설 비용이나 규모를 축소하면서도 대형 원자력 발전소 못지 않은 안전성을 갖췄다는 평가를 받는다. 그렇기에 원자력 발전 기술을 갖지 못한 세계 여러 나라의 관심을 받는 것이다.

스마트 원전 계통도.
☞ 스마트 원전 계통도

△화력 발전소 대체 기술로 주목
스마트 원전은 약 100㎿(메가 와트)의 전기를 7000~1조 원 규모의 건설 비용을 들여 만들 수 있는 장점을 가졌다. 일반적으로 대형 원자력 발전소 1기를 짓기 위해서는 약 5조 원 정도의 비용이 들어 간다. 그러니까 대형 원자력 발전소 건설 비용의 약 5분의 1의 비용으로 아프리카 등 저개발 국가도 높은 효율을 가진 원자력 발전소를 지을 수 있게 된다는 뜻이다. 물론 발전량은 대형 원전에 10분의 1 규모다. 하지만 100MW는 화력 발전소를 대신할 정도 충분한 발전량을 갖기에 경쟁력을 갖췄다고 할 수 있다. 참고로 스마트 원전 1기로는 10만 명이 사용할 수 있는 전기와 하루 4만 t의 바닷물을 먹는 물로 만들 수 있다고 한다.

여기에 바닷물을 마실 수 있는 식수로 바꾸는 해수 담수화와 같은 똑똑한 기능도 갖췄다. 이 때문에 국토나 인구가 작고 적은 나라나 국토는 넓지만 인구가 곳곳에 흩어져 있는 나라에 적합한 발전 방식으로 눈길을 끈다.

△도심 주변 건설 위해 안전성 ↑
작은 규모의 스마트 원전은 사람이 사는 도시 가까이에 위치해야 효율을 높일 수 있다. 일반적인 원전이 도시로부터 멀리 떨어진 곳에 위치한 이유는 만에 하나 생길지 모르는 사고 때문이다. 이런 면에서 보자면 스마트 원전의 필수 요건은 안전성이라 할 수 있다.

스마트 원전은 이러한 점을 고려해, 설계부터 대형 원자력 발전보다 한층 높은 안전성을 확보하기 위한 개념을 담았다.

일반적인 대형 원전은 증기발생기, 가압기, 원자로, 냉각재 펌프 등 주요 기기가 커다란 파이프로 연결된 구조다. 이로 인해 파이프 곳곳에 문제가 생기면 방사능 오염 물질이 새어 나올 가능성이 있다. 결국 이런 문제를 예방하려면 더 많은 장치와 보호벽이 필요하고 규모나 비용이 커지게 된다.

스마트 원전은 이러한 문제를 해결하기 위해 원자로의 주요 기기를 커다란 압력 용기 안에 모두 집어넣은 일체형으로 설계됐다. 쉽게 생각해 모든 문제가 될 만한 부분을 하나의 밀폐된 그릇에 담았기에 최근 큰 참사를 낸 네팔 지진이나 일본 후쿠시마 원전 사태처럼 자연 재해 등으로 사고가 나더라도 방사성 물질이 외부로 유출되는 것을 보다 근본적으로 막을 수 있다는 얘기다.

대형 원전에 비해 작은 출력을 내므로 건물 규모는 물론 수소 폭발의 가능성도 더 낮출 수 있는 것도 이점 중의 하나다. 만약 사고가 일어났다고 하더라도, 크기가 작으므로 원자로 주변을 봉쇄하는 데도 큰 어려움이 없다.

이러한 높은 안전성 덕분에 지난 3월엔 사우디아라비아와 스마트 원자로 2기를 수출하는 계약을 성사하기도 했다.

원자력 Q&A
※ 기사를 읽고 원자력이나 미래 에너지와 관련해 평소 궁금했던 점을 메일(kids@snhk.co.kr)로 보내 주세요. 전문가의 자문 등을 통해 보다 알기 쉽게 여러분의 질문에 대한 답을 안내해 드립니다.

Q. 우리나라의 원자력 발전소는 지진으로부터 안전한가요?(이태영 군ㆍ진주 신안초등 3학년)

A. 최근 일어난 네팔 지진 때문에 많은 사람이 죽거나 다쳤지요? 우리나라도 지진으로부터 안전하지 않다는 이야기도 나오고 있고요. 하지만 원자력 발전소는 지진이 일어나더라도 건물이 무너지지 않도록 ‘내진 설계’로 지어졌기에 안심해도 돼요. 특히 원자력 발전소 안의 원자로 등 중요 건물은 지진이 일어나도 흔들림이 적은 커다란 바위 위에 짓고 있어요. 지진이 일어날 때 바위에서의 흔들림은 일반적인 흙 바닥에 비해 약 절반에서 3분의 1 정도로 줄거든요.

원자력탐험대 29화

 

– 작성 : 소년한국일보 윤석빈 기자 binys@snhk.co.kr

– 원문보기 : 소년한국일보 http://goo.gl/CK3DvP

 

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