캐나다, 용융염 원자로 개발

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-12

캐나다 기업 테리스트리얼 에너지(Terrestrial Energy)는 미국 오크리지 국립연구소(ORNL)와 협력하여 자사의 용융염 원자로를 실현하기 위한 엔지니어링 설계도를 완성하는 계획을 추진하고 있다. 용융염 원자로(Molten salt reactors, MSRs)는 용융된 불화 혹은 염화염에 연료를 용해하여 사용하는 원자로다. MSR의 연료염은 액체이기 때문에 열을 발생시키는 연료인 동시에 발전을 위해 열을 전달하는 냉각재로 사용된다. 이와 같은 동작 특성은 냉각재 상실로 발생하는 노심용융 사고가 일어날 수 없다는 것을 의미한다. 사실 MSR의 기본 기술은 새로운 것이 아니라 1960년대 ORNL에서 처음으로 실증 시험이 이루어진 바 있으며, 당시 7.4Wt 출력의 시험로인 용융염실험원자로(Molten Salt Reactor Experiment, MSRE)가 1965년부터 1969년까지 가동되기도 했다. 테리스트리얼의 초기 단계에 있는 일체형용융염원자로(Integral Molten Salt Reactor, IMSR)는 ORNL의 후기 모델인 변성용융염원자로(Denatured Molten Salt Reactor, DMSR)를 기반으로 하고 있다. 실제로 전직 ORNL 과학자들이 테리스트리얼 자문 위원회에 참여하고 있는 가운데, 최고경영자 사이먼 아이리시(Simon Irish)는 IMSR을 포함한 설계에 전문성과 경험을 이미 확보하고 있는 ORNL과 협력하는 것은 너무나 당연한 것이라고 설명했다. ORNL과 협력을 통해 IMSR의 개념설계 단계를 완료할 수 있을 것으로 예상하고 있는데, 모든 설계변수를 완전히 구체화하여 2016년 말에는 엔지니어링 설계도를 준비할 수 있게 될 것으로 전망되고 있다. 테리스트리얼 에너지는 1월 8일 MSR 프로젝트를 통해 원자로 특성에 대한 지지를 표명하면서 이미 원자로 설계 기술에 있어 업계로부터 수준을 인정을 받고 있고 시장에서 입지도 강한 상황이라고 말했다. 이 소형 원자로 설계는 1차 원자로 부품이 봉인되고 교체 가능한 원자로 용기에 장착한 형태로 구성되며 7년의 수명을 가지게 된다. IMSR은 약 700도에서 운전되기 때문에 기존 산업계의 많은 열전달 장비를 응용할 수 있다. 테리스트리얼은 80~600MWt 범위의 원자로 설계를 출시할 예정으로 원격지의 전원공급이나 산업적인 운용에 적합한 규모다. MSR은 토륨을 기반으로 한 연료를 사용하는 유망한 방안으로 여러 프로그램을 통해 연구되고 있는 원자로다. 하지만 이 프로그램과 달리 테리스트리얼 에너지는 토륨을 이용하는 방식을 IMSR에 적용하는 것을 고려하지 않고 있다. 그리고 현재 토륨이 핵연료 인증을 받지 못한 상황으로 인해 인허가에 복잡성이 발생할 것으로 보이기 때문에 토륨을 이용하는 것보다 우수한 효율과 폐기물 절감을 통한 접근을 채택하는 것이 토륨을 사용하는데 따른 이익을 넘어설 것이라고 설명했다. 이번 ORNL과 협력은 2014년 12월에 테리스트리얼 에너지가 캐나다 원자력 연구소(Canadian Nuclear Laboratories, CNL)와 의향서에 서명하고 CNL의 연구, 분석, 시험 서비스를 지원하는 형식을 바탕으로 이루어지게 된다. Terrestrial Energy ISMR 460.jpg http://www.world-nuclear-news.org/NN-Terrestrial-Energy-moves-forward-on-molten-salt-reactor-0801158.html