한국원자력연구원(KAERI)이 국내 원자력 산업 발전을 위해 미국 기관과 맞손을 잡았다.

KAERI는 지난 14일 미국 아르곤국립연구소(ANL)와 ‘원자력 연구개발 파트너십 강화 협약(MOU)’을 체결했다고 15일 밝혔다.

협약의 주요 골자는 KAERI가 개발하는 소형모듈원자로(SMR) 및 그 일종인 소듐냉각고속로(SFR)다.

이날 양사는 주요 공동연구 현황을 점검하고 미래 협력 방안을 논의한 것으로 알려졌다.

또 연구용 원자로 핵 비확산성 증진사업(pro-X)과 같은 기존 공동연구뿐만 아니라 차세대 원자력 시스템인 SFR과 가상원자로 등 미래 기술을 공동 연구하게 된다.

소형모듈원자로는 기존 대형 원전의 내부 시스템을 모듈화·소형화한 것으로, 발전 효율은 기존 대형 원전보다 낮으나 설치 장소에 대한 제약이 적어 중소형 도시에도 구축할 수 있다는 것이 장점이다.

특히 SFR은 물 대신 액체 금속 ‘소듐’을 냉각재로 사용하기에 사용후핵연료를 재활용해 에너지 효율을 높일 수 있으며, 방사성 폐기물이 적게 배출된다.

한국원자력연구원 주한규 원장은 “이번 협력을 통해 원자력 기술을 선진화하고, 양 기관이 가진 역량을 결집해 글로벌 경쟁력을 높일 것”이라는 포부를 밝혔다.

한국원자력연구원과 ANL의 원자력 기술 협력 MOU [한국원자력연구원 제공]

한편 소듐냉각고속로(SFR)와 기존 경수로의 주요 차이점으로는 냉각재, 중성자 에너지, 운전 압력 및 안전성 구조 등이 꼽힌다.

먼저 SFR는 액체 소듐을 냉각재로 사용하는 반면, 경수로는 물을 냉각재 및 감속재로 사용한다.

물을 사용하는 경우 압력을 높이지 않으면 증기 및 이로 인한 거품이 문제를 일으킬 수 있어 약 150기압의 고압 상태에서 사용하지만, SFR은 대기압 수준에서도 운용이 가능하다.

온도 역시 경수로는 약 300°C의 비교적 저온에서 동작하는 반면 SFR은 500°C 이상의 고온에서 더 효율적으로 작동한다.

또 핵연료도 SFR은 에너지가 높은 고속 중성자를 사용하기에 기존 경수로에서 사용하지 못하는 천연 우라늄 U-238을 플루토늄으로 변환해 연료로 재사용할 수 있게 된다.

전반적으로 핵연료 자원의 효율적 활용이 가능하다는 점이 장점으로 꼽히며, 사고 발생 확률도 현저히 낮아져 차세대 원자력 발전소 모델로 주목을 받는 분위기다.