뉴스케일 파워의 사명은 미국 최초 소형 모듈라 원자로(SMR)를 건설하는 것이다. 현재, 이 목표는 정상 궤도에 있다. 지난 1월 뉴스케일은 미국 원자력규제위원회(NRC)에 미국 최초의 SMR 설계 인증 신청서(DCA)를 제출했다.

2개월 후 NRC는 그 신청서를 접수했는데, 원자력계에서는 빛의 속도였다. 이것은 완전한 검토를 수행하기 위한 모든 기술적 정보와 NRC의 요구사항을 만족한다는 의미다. 40개월가량 걸리는 이 검토가 완료되면, 뉴스케일은 이 새로운 원자로를 건설할 수 있는 15년간 유효한 설계 인증을 보유하게 된다.

첫 번째 상용 원자로 부지는 유타지역발전연합(UAMPS)이 주도하고 에너지 노스웨스트가 운영하게 될 아이다호 국립연구소로 계획되어 있다. 2035년까지 SMR으로 55~75 GW의 전기를 생산하게 될 것이라는 보수적 추정치는 뉴스케일 SMR 1,000기가 넘는 큰 목표로 미국이 주도할 필요가 있다.

최초 오레곤 주립대학의 핵물리학 교수 조즈 레이스가 설립한 뉴스케일은 60년의 상용 원자력발전소 건설 경험을 지닌 플루어(Fluor)와 파트너십을 맺고 있다. 뉴스케일은 한 번도 SMR을 검토한 적이 없는 NRC를 위해 인허가에 필요한 모든 정보를 제공하는 준비에 많은 시간을 투자했다. 실험에 300억 달러를 넘게 투자하여 오레곤 주립대학 내에 대규모 실험 설비 및 다중 원자로 시뮬레이터를 갖춘 제어실도 건설했다.

이전까지 본 적이 없는 이 새로운 원자로는 경제적이며 공장에서 제조되어 현장으로 운반된다. 해수담수화, 정유, 부하추종 전원, 수소생산 등에 사용할 수 있을 정도로 유연성을 가지고 있으며 노심용융이 발생하지 않는 원자로는 거의 모든 규모의 발전소를 대체할 수 있다.

안전성 측면에서 이 SMR의 큰 장점은 각 모듈의 크기는 작은 대신 부피 대비 표면적이 크기 때문에 열을 쉽게 제거하여 노심용융이 발생하지 않도록 한 것이다.

뉴스케일의 모듈은 약 50 MW의 발전용량을 가지며 12개를 연결해 600 MW까지 발전할 수 있다. 가압경수로의 17x17 표준 핵연료를 사용하지만 높이는 절반으로 3.8% 농축 우라늄을 장전한다. 뉴스케일 모듈은 높이 23.16ｍ, 지름 4.57ｍ로 32에이커의 부지를 차지한다.

핵연료 재장전을 위해 가동을 중단시킬 필요는 없다. 원자로는 지하에 설치되어 내진 능력이 강화되었고 자연적인 냉각을 통해 완전한 정전에도 사람의 개입 없이 계속 냉각될 수 있다. 

모든 부품은 공장에서 사전에 제조되어 부지로 운반된 후 조립되기 때문에 운반에 큰 비용이 들지 않는다. 미국은 보유하지 못한 대형 단조 설비가 필요한 기존 대형 원자로와 달리 중형 원자로 제조 설비는 미국도 보유하고 있다. 이 혁신적인 설계는 총수명주기 비용에 있어 수력을 제외한 다른 어떤 에너지원보다 낮다는 장점을 제공한다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 소형모듈라원자로;원자력안전;총수명주기비용 2. SMR;nuclear safety;total life-cycle cost

2016년 전 세계 원자력 발전용량은 391.4 GWe로 2015년의 382.2 GWe보다 증가했다. 또한 대형 원자로 3기의 착공이 있었고 같은 수의 원자로 영구 가동중단도 있었다.

새로 추가된 원자력 용량은 9,579 MWe였다. 중국의 닝드 4, 홍얀헤 4, 장지앙 2, 팡쳉강 2, 푸킹 3 등 5기는 중국에서 한국의 신고리 3호기, 인도의 쿠단쿨람 2, 파키스탄의 카슈마 3, 러시아의 노보보레네즈 6호기를 포함하여 미국의 와츠바 2호기 등이 2016년에 추가된 원자력발전소들이다. 2014년과 2015년에 추가된 원자력 용량은 각각 9,497 MWe와 4,763 MWe였다.

이 외에도 출력증강을 통해 92 MWe의 원자력 용량이 추가되었다. 여기에는 미국의 피치 바텀 3호기의 72 MWe와 차타바 1호기의 20 MWe가 포함된다. 2015년에는 출력증강으로 484 MWe의 원자력 용량이 추가된 바 있다.

중국은 2016년에 1080 MWe급 티안완 6호기와 1150 MWe급 팡쳉강 4호기를 착공했다. 또한 중국 원자력 그룹은 60 MWe급 부양식 원자력발전소 프로젝트를 시작했다. 이 외에도 파키스탄 카라치 3호기가 착공되었다.

2016년에 가동을 중단한 원자로의 발전용량은 1,402 MWe였다. 여기에는 일본의 이카타 1호기, 미국의 포트 칼훈, 러시아의 노보보레네즈 3호기가 포함된다. 또한 일본은 프로토타입 고속로인 몬주를 재가동하지 않고 해체하기로 공식 결정했다.

2016년 말 현재, 전 세계에 가동 중인 원자로 수는 446기, 건설 중인 원자로는 60기였다. 2015년 말에는 439의 원자로가 가동 중이었다.

세계원자력협회(WNA)는 미래 에너지 비전을 조화(Harmony)라고 밝혔다. 이것은 세계에너지기구(IEA)의 가장 피해가 큰 기후변화를 피하기 위해서는 원자력 용량을 크게 늘려야 한다는 시나리오에 기반을 둔 것이다. 하모니 비전은 저탄소 발전기술을 통해 기후변화를 최소화하면서 최대의 효과를 끌어내는 것이다. WNA는 2050년에 원자력이 25%의 전기를 충당하는 것을 목표로 삼고 있는데, 대략 1000 GWe의 신규 원자력이 필요한 수준이다.

2016년에도 원자력 발전은 꾸준히 증가했으며, 앞으로도 기후변화를 효과적으로 대체하기 위해 지속적인 원자력 발전용량 추가가 필요함을 보여주고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자력;기후변화;에너지혼합 2. nuclear power;climate change;energy mix

국제원자력기구(IAEA)는 남아프리카공화국의 원자력 규제체계는 강력하지만 방사선원 사용과 관련한 규제에 대해서는 개선이 필요하다고 밝혔다. 2016년 12월 15일 IAEA 통합규제체계검토서비스(IRRS, Integrated Regulatory Review Service) 팀은 남아공의 원자력 및 방사선안전 분야 규제체계를 11일간 점검하고 그 결과를 발표했다.

남아공의 원자력 규제책임은 원자력발전소와 핵연료주기시설 규제를 책임지는 NNR(National Nuclear Regulator)과 의료 및 산업분야의 방사선원 사용을 규제하는 보건부(DOH, Department of Health) 산하의 RadCon(Directorate of Radiation Control)이 분담하고 있다.

19개국 27명의 전문가로 구성된 점검팀이 문서를 검토하고 남아공 에너지부 및 양 규제기관 담당자들과 면담을 실시했다. 또한 Koeberg 원전, Safari-1 연구로, 병원 1곳, 우라늄 광산, 핵주기시설 및 폐기물관리시설, NNR이 운영하는 비상대응센터 및 환경관리실험실도 방문했다. 그 결과 NNR은 유능한 직원, 강력한 안전문화 및 견고한 조직을 갖춘 효과적인 규제기관임이 확인되었다고 IAEA는 밝혔다. 한편, RadCon은 충분한 예산지원이 미흡하고 규제기능을 완벽하게 유지하기 위한 인력이 부족한 것으로 평가되었다고 덧붙였다. 또한 NNR과 RadCon의 책임을 통합해서 단일 규제기관을 설립하기 위한 남아공 정부의 노력을 가속화할 것을 권고하였다. 최종 점검보고서는 향후 3주 이내에 남아공 정부에 공식 제공될 예정이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자력 규제체계, 통합규제체계검토서비스 2. nuclear regulatory framework, IRRS, Integrated Regulatory Review Service

프랑스는 에너지 및 기후 법안 초안에 따라 원자력발전의 전원 구성비를 50%까지 감축하는 시기를 기존 2025년 목표에서 2035년으로 10년 간 늦추기로 결정했다. 이 법안은 2019년 4월 30일 환경 담당 장관이 각료회의에 상정했다.

Francois Hollande 전 프랑스 대통령은 2012년 대선 공약으로 2025년까지 프랑스의 원자력발전 비중을 50%로 제한하고 2017년 5월에 끝나는 5년 임기 말까지 프랑스에서 가장 오래된 원자력발전소인 Fessenheim 원전을 폐쇄하는 것을 제시한 바 있다. 2014년 6월, 국가적 에너지 논쟁 이후 프랑스 정부는 원자력 발전용량을 현재 수준인 63.2 GWe로 제한할 것이라고 발표했다. 또한 2025년까지 프랑스 전체 전력생산량의 50%로 제한한다는 내용의 '프랑스 녹색성장을 위한 에너지 전환법'을 2015년 8월 채택한 바 있다.

Emmanuel Macron 대통령도 당선 당시 Hollande 대통령의 목표를 존중하겠다고 약속한 바 있다. 그러나 Macron 대통령은 프랑스의 원자력발전 감축은 반드시 에너지 주권을 유지할 수 있는 속도로 진행되어야 한다고 밝힌 바 있다.

새로운 에너지 및 기후 법안 초안은 2050년까지 프랑스를 탄소중립화하려는 목표를 법에 명시하는 것을 목표로 하고 있다. 환경담당 장관은 이 법안을 제출하면서 에너지 전환법이 2050년까지 온실가스 배출량을 1990년의 4분의 1 수준으로 규정하는 있고 프랑스 정부는 지구 온난화 대책에서 2050년까지 온실가스 배출량을 세계 최고수준인 제로 배출목표로 나아가고 있다고 밝혔다. 이로써 프랑스는 유럽에서 탄소중립이라는 목표를 법으로 정한 첫 번째 국가가 됐고 이제 모든 기후정책의 이정표가 될 것이라고 덧붙였다.

탄소중립 목표를 달성하기 위해 프랑스 정부는 2018년 말 국가 저탄소 전략과 장기 에너지 프로그램이라는 2축으로 구성된 에너지 및 기후 전략을 채택했고 에너지-기후 법안이 국회에서 통과되면 공식적으로 시행될 예정이다.

이 법률안 초안은 2030년 프랑스의 '녹색성장을 위한 에너지 전환법'에서 전망한 화석에너지 소비량 감축목표를 30%가 아닌 40% 이상으로 가속화함으로써 에너지 믹스의 탈탄소화를 본격화하고 있다. 또 석탄화력발전소 폐쇄를 허용하는 법적 틀을 마련해 2022년까지 프랑스 대도시 지역에서 석탄을 이용한 발전을 중단하도록 규정하고 있다.

그러나 이 법안은 또 원자력발전 비중을 50% 이하로 감축해야 하는 시한을 기존 2025년 대신 2035년까지로 10년 간 늘렸다. 이로써 신규 가스화력발전소 건설이 필요없게 되는 등 현실적 목표를 제시하고 있다.

2018년 11월 27일 Macron 대통령은 향후 수십 년간 에너지 전환을 관리하기 위한 전략문서인 PPE(programmation pluriannuelle de l'énergie)를 공개한 바 있다. 그 핵심 내용은 현재 발전용량의 약 4분의 3을 차지하는 프랑스 내 원자력발전소의 활용을 줄이는 것이다. Macron 대통령은  PPE를 출범시키면서 2035년까지 국내 발전원 구성 중 원자력발전 비중을 현재의 75%에서 50%로 줄이기 위해 900 MWe급 원자로 총14기를 폐쇄할 것이라고 발표했다. 또한 원전 폐쇄일정은 프랑스 발전원 구성의 전환에 따라 달라질 수 있다고고 말했다. 즉 재생 에너지원 증가 추세와 주변국과의 전력망 상호연결 확대 등을 반영하겠다는 것이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 발전원 구성,원자력(발전) 비중,에너지 주권,탄소 중립 2. electricity mix,nuclear's share,energy sovereignty,carbon-neutral

러시아는 원자력의 평화적 이용에 관한 효과적이고 전면적인 규모의 협력을 일본과 진행할 준비가 되어 있다고 2017년 4월 4일 일본을 방문한 러시아 국영원자력기업 Rosatom측이 밝혔다. 특히 양국 간의 원자력 협력이 긴급히 요청되고 있다고 덧붙였다.

Rosatom측의 이번 방문은 Rosatom이 작년 12월 일본의 2개 정부부처와 협력 양행각서를 맺은 이후 이뤄진 것으로 주요 협력분야 중 하나는 후쿠시마 제1원전의 사고후 복구분야다. 러시아는 과학, 기술 및 금융 분야에서 협력 프레임 구축을 희망하고 있는 것으로 알려졌다.

2011년 후쿠시마 사고 복구에 대한 러시아측 협력사업으로 Mitsubishi 연구소는 지난 달 고감도 통합형 중성자 검출기 개발 타당성연구를 2곳의 Rosatom 자회사 RosRAO 및  Tenex에 의뢰했다. 이 기술은 후쿠시마 제1원전에 있는 핵연료 잔유물의 정밀한 검출과 위치확인에 필수적인 기술이다.

작년 12월 16일 체결된 양해각서에서 양국이 보유한 원자력 기술 및 경험에 기초한 혁신적 기술개발을 위한 러시아-일본 단일 플랫폼 창설 추진을 고려되고 있다. 해당 기술분야 중 하나가 바로 고속중성자로(fast neutron reactor) 분야로서 Rosatom이 세계 최고의 기술수준을 점하고 있는 것으로 평가되고 있다. 세계적으로 오직 러시아만이 Beloyarsk 원전에 고속로를 산업적 규모로  운영하고 있다.

BN-800형 고속중성자로인 Beloyarsk 4호기는 2016년 8월 최초로 전출력에 도달했으며 11월 공식적인 상업운전에 들어간 바 있다. 전기출력 789 MWe인 이 원자로는 전량 혼합산화물연료(MOX)를 장전하고 있으며 연소됨에 따라 새로운 핵연료물질이 생성된다. 이 원자로는 560 MWe 용량의 BN-600형 고속로 Beloyarsk 3호기 후속 모델이다. 일본은 지질학상 우라늄 매장량이 없어 안정적인 핵연료 공급문제가 현안이다.

한편, 러시아와 일본은 러시아가 건설하고 있는 다목적 나트륨냉각 고속중성자 연구로MBIR(multipurpose sodium-cooled fast neutron research reactor)에도 참여할 수 있을 것으로 전망된다. 이 원자로는 Dmitrovgrad 원자로연구소가 러시아 Ulyanovsk 지역에 건설하고 있으며 지난 달 AEM-Technology사가 원자로압력용기 제작에 들어간 바 있다. 열출력 150 MWt의 나트륨냉각 고속원자로로서 MOX연료를 사용하며 설계수명 50년에 납, 납-비스무트 및 기체 냉각재에 대한 연구를 수행할 예정이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 고감도 통합형 중성자 검출기, 고속중성자로, 다목적 나트륨냉각 고속중성자 연구로 2. integrated high-sensitivity neutron detector, fast neutron reactor, MBIR(multipurpose sodium-cooled fast neutron research reactor)

모스크바 물리 기술 연구소(MIPT)와 러시아 국립과학원 고온 공동 연구소의 과학자들이 산화우라늄 전위의 이동성을 설명하는 모델을 구축했다. 이번 연구 성과를 통해 앞으로는 원자로 가동 중 핵연료의 거동을 예측할 수 있을 것이다.

핵연료는 막대한 에너지를 가지고 있고 현재 가용한 에너지원 중에 가장 에너지 밀도가 높은 연료다. 산화우라늄 핵연료 펠릿 하나는 몇 그램에 지나지 않지만 수백 kg의 무연탄이나 석유가 연소할 때 발생하는 것과 동일한 에너지를 방출한다. 원자로 내부에서 핵연료는 고온과 방사선의 영향으로 고도로 복잡한 전환과정을 거친다. 하지만 이 전환과정은 아직까지 완전히 이해되지 않고 있어 핵연료의 에너지를 완전히 사용하지 못하고 있는 것은 물론이고 사고 위험을 최소화하는 것도 어려운 상황이다.

원자력 공학에서 중요한 역할을 하는 핵연료 펠릿의 기계적 특성은 전위(dislocations)의 이동과 상호작용에 따라 결정된다. 고온 및 스트레스 환경 하에 산화우라늄 내부의 전위 이동성은 한 번도 자세히 연구된 적이 없다. 이론적으로 핵연료 펠릿은 규칙적인 결정 구조를 이루고 있어 원자들이 위치할 정해진 자리가 존재한다. 하지만 현실에서는 완벽한 결정은 존재하지 않는다. 점결함, 선결함, 면결함, 체적결함과 같은 여러 형태의 결함이 존재한다. 결함은 결정 내부에서 이동하고 외부 요인에 따라 이동의 형태가 달라진다.

이번 연구에서 과학자들은 완벽한 산화우라늄 결정 내에서 고립된 전위 모델을 개발하기 위한 계산방법을 적용했다. 이 계산을 통해 온도와 결정에 가해지는 외력의 함수로 변화하는 전위 속도를 계산할 수 있었다. 이어 통계물리학을 이용해 시뮬레이션 결과를 분석한 결과, 다양한 스트레스 및 온도 범위에서 전위의 거동을 묘사하는 모델을 얻은 것이다. 이 모델을 이용하면 알려진 온도와 스트레스를 기반으로 전위 속도를 계산할 수 있게 된다.

원자력발전소의 심층방호 개념의 첫 번째에 해당하는 핵연료 펠릿의 거동을 더욱 자세히 알 수 있게 되어 원자력발전소의 안전성 향상에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다. 

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 핵연료;산화우라늄;전위거동;시뮬레이션 2. nuclear fuel;uranium dioxide;dislocations behavior;simulation

국제 넥서스 이니셔티브(GNI)는 새로운 보고서에서 원자력이 기후변화를 방지하는데 중요한 역할을 계속하기 위해서는 기술 개발과 국제적인 구조를 크게 바꿔야 한다고 밝혔다. 이 보고서의 권고안은 다음과 같다.

최초 2년간의 성과를 바탕으로 GNU는 원자력의 상당한 기여가 없다면 파리협약에서 온도 상승과 탄소 배출을 제한하기 위한 목표를 달성하는 것이 불가능하거나 그렇지 않더라도 매우 어렵다는 것을 확인했다.

“차세대를 위한 원자력: 에너지, 기후, 안보 문제 해결”이라는 제목의 보고서에서 GNI는 기후변화를 완화하는데 원자력의 역할이 중요하다는 것은 분명하다고 밝히면서, 기존 원자력발전소가 청정 에너지원으로 기여하는 이익이 크게 줄어든다면, 다른 신재생 에너지원이나 기타 무탄소 에너지원에만 의존하여 파리협약의 온도 상승 방지 목표를 달성하는데 큰 어려움이 있을 것이라고 덧붙였다.

국제 안보 및 원자력 협회(NEI)가 협력하여 공동 후원하는 GNI는 국제 기후변화 목표를 달성하려면 2100년까지 전 세계적으로 4000 GWe의 원자력 발전용량이 필요하다고 제시했다. 하지만 이런 규모로 원자력발전소를 배치하기 위해서는 대중의 확신이 필요하고 새로운 기술을 도입하는 관리 부문에서 큰 변화가 있어야 하는 어려움이 존재한다고 강조했다.

차세대 원자로는 기술 개발과 향후 배치 사이의 중요한 갈림길에 있다. 신형 원자로 배치는 더 빨리 이루어져야 할 필요가 있다. 게다가 차세 원자력을 개발, 시험, 규제, 배치, 관리하기 위한 제도 및 문화적 변화도 필요할 수 있다.

GNI는 세계적으로 잠재적인 원자력 성장을 지원하기 위해 국제 원자력 관리 체계를 강화해야 한다고 촉구했다. 과거 60년 동안 원자력 관리 체계는 새로운 요구사항과 이벤트에 적응해 왔지만 전략적이라기보다 사례별 대응에 치우쳐 왔다. 이제 과거와 달리 기술적 진화, 시스템적 스트레스, 위험 요소 등에 직면하고 있다.

원자력은 지정학적 영향의 중요한 도구로서 모든 국가와 국제 시스템이 안보, 안전, 번영을 향한 노력에 영향을 준다. 국제안보 파트너십 레니스 루온고 회장은 원자력은 기후변화를 방지하는데 중요한 역할을 하지만 지배 및 지정학적 도전을 해결해야 한다. GNI는 이 문제에 중점을 두고 국제사회의 이익을 위한 실행가능 의제를 제시하고 있다고 말했다.

NEI 대표 마리아 코스닉은 미국이 가동 중인 99기의 원자로는 경제, 환경보호, 국제 영향력 행사에 있어 중요한 역할을 하고 있다고 말하면서, GNI의 권고안은 이 발전소를 계속 운영하고 새로운 설계를 발전시키고 국내에서 원자력의 일자리 창출과 역할을 홍보하면서 국제적으로 미국의 영향력을 강화하기 위해 도움을 주는 공통의 정책적 해법을 반영하고 있다고 덧붙였다.

2015년 워싱턴에서 출범한 GNI는 원자력 산업, 원자력 에너지 안보, 기후변화 등의 전문가들이 당면한 문제를 검토하고 권고안을 제공해 왔다.
 

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자력;국제 넥서스 이니셔티브;기후변화;신형 원자로 2. nuclear power;GNI;climate change;advanced nuclear reactor

10월 25일 발표된 세계원자력협회(WNA) 보고서에 따르면 전 세계에 건설 중인 원자력발전소 2/3가 위치한 아시아가 원자로 건설 및 운영을 선도하고 있는 것으로 나타났다. WNA 사무총장 아그네타 라이징(Agneta Rising)도 전 세계적으로 확장기를 맞고 있는 원자력 업계는 아시아의 경험을 배워야 할 것이라고 하면서 건설 중인 원자로 60기 중 39기가 위치한 아시아에서도 특히, 중국이 세계 2위 프랑스를 10년 이내에 따라잡고 2020년대에는 미국을 능가한 세계 최대 원자력발전국이 될 것으로 예상한다고 밝혔다.

동아시아의 원자력발전소 건설 기간은 지난 35년 동안 지속적으로 단축되어 왔으며, 최초 콘크리트 타설에서 계통병입까지 평균 55개월이 걸리고 있다. 이것은 2015년에 가동을 시작한 전 세계 원자력발전소의 평균 건설 기간 73개월보다 훨씬 짧은 기간이다. 하지만 국제사회의 지원을 덜 받는 인도나 파키스탄 같은 남아시아 지역은 2000년 이후 평균 85개월로 더 많은 시간이 소요되는 것으로 나타났다.

그럼에도 불구하고 지난 35년간 남아시아 지역에서도 국제 협력 증가로 건설 기간이 단축되어 왔다. 예를 들면, 파키스탄 카슈마(Chashma) 3호기의 경우 단 65개월밖에 걸리지 않았다. 원자로 가동률에서도 유사한 현상이 나타나고 있다. 동아시아는 남아시아와 비교할 때 평균 80~90%가 넘는 높은 이용률(capacity factor)을 보이고 있다. 하지만 남아시아에서도 1980년대 이후 큰 개선을 보이고 있어 현재 이용률이 60~70%를 넘고 있으며 계속 개선되고 있다.

해당 보고서는 원자력발전이 증가하는 주요 배경이 대기오염을 줄이기 위한 노력에 따른 것임을 보여준다. 화석연료 사용에 따른 대기오염은 이미 수백만 명의 건강에 비가역적인 영향을 주고 있다. 다른 저탄소 배출 에너지원과 함께 원자력을 사용하는 것이야말로 환경오염을 막고 건강을 지키면서 성장에 필요한 전기를 생산하는 목표를 충족시킬 수 있는 것이다.

아시아가 전 세계 원자력발전소 건설을 주도하고 있는 것으로 나타난 가운데, 그 주요 원인으로 대기오염을 줄이고 청정에너지 공급원을 늘리는 것이 언급되고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자력;가동률;대기오염;저탄소경제 2. nuclear power plant;capacity factor;air pollution;low carbon economy

러시아의 부유형 원자력발전소인 Akademik Lomonosov가 2009년부터 건조가 진행되었던 Saint Petersburg의 Baltiysky Zavod 조선소를 출발했다. 2기의 35 MW급  KLT-40S 원자로를 장착한 이 원전은 러시아 원자력추진 쇄빙선과 유사한데 2018년 4월 28일 조선소를 출발했으며 영구적인 기지가 될 러시아 북단의 Pevek시를 향하고 있다.

여정은 두 단계로 구성되어 있다. 아직 핵연료가 정전되어 있지 않은 이 부유형 원자력발전소는 Baltiysky Zavod 조선소로부터 Murmansk에 있는 Atomflot사의 정박지로 예인된다. 2019년 여름에 Murmansk로부터 Pevek시 항구로 갈 예정이다. 이 프로젝트는 Rosatom사의 원전운영분야 자회사인 Rosenergoatom사가 자금을 대고 있다.

수상운송과 해상구조를 맡고 있는 연방기관인 Rosmorrechflot가 Saint Petersburg-Murmansk-Pevek으로 이어지는 항로를 따라 이 원전을 예인하고 이동시키는 책임을  갖고 있다고 Rosatom사는 밝혔다. 최적의 이동속도는 평균 3.5~4.5 노트가 될 것이다.

부유형 원자력발전소 접안시설, 유압 엔지니어링 구조물, 선박 계류 및 운전에 필수적인 건물 등은 이미 완료되었고 다른 육상 인프라를 만드는 건설작업이 Pevek시에서 진행 중이다.

핵연료는 이번 가을에 장전될 예정이며 Murmansk 에서 기동이 이뤄질 예정이다. 이렇게 준비가 완료된 원자력발전소가 북해항로를 따라서 영구 기항지로 이동해서 Pevek 항만의 해상 인프라 구조물과 연결된다. 내년에 운영을 개시하게 되면 이 원전은 Bilibino 원자력발전소와 Chaunskaya 화력발전소를 대체하게 되며 세계에서 가장 북쪽에 위치한 원자력발전소가 될 전망이다.

Bilibino 1호기는 내년에 영구정지하면 전체 발전소는 2021년에 영구정지할 예정이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 부유형 원자력발전소,원자력추진 쇄빙선,연안 구조물 2. floating nuclear power plant,nuclear-powered ice breaker,coastal infrastructure

11월 27일, 스위스 유권자들은 45년 동안 유지해 왔던 원자력을 중단할 것인지 결정하게 된다. 아직까지 원자력발전소 해체 경험이 없는 스위스가 탈원자력을 결정할 경우 어떤 상황을 맞게 될 것인지 예상해보자.

2019년 12월 20일 베른주에 위치한 뮤레버그(Mühleberg) 원자력발전소가 전력망에서 단절된다. 이것은 원자력발전소의 완전한 해체로 스위스 원자력의 새로운 역사가 시작되는 것이다. 베른에서 15 km 떨어진 뮤레버그 원자력발전소는 1972년부터 스위스 전력 수요의 5%를 공급해 왔다. 하지만 원자력발전소 해체에 따른 주요 현안은 관련 법과 행정 절차 등이다. 발전소의 가동을 중단하고 해체하기 위한 승인을 받는데 많은 시간이 소요된다. 모든 이해당사자와 조건을 고려해야 한다.

사실 순수한 기술적인 측면에서는 큰 문제가 되지 않는 것으로 보인다. 원자력발전소 해체와 관련된 기술적 과제는 파악된 상태고 특히 독일을 중심으로 한 해외 사례를 많이 접할 수 있기 때문이다. 또한 독일의 자문과 경험으로부터 도움을 받을 수 있다. 원자력발전소의 해체는 내부에서 외부로 이루어지며, 외벽은 방사선 누출을 막는 장벽 역할을 계속 수행한다.

원자력발전소 해체의 첫 번째 단계는 핵연료를 냉각하는 것이다. 원자로에서 제거된 핵연료는 비활성 수조라고 불리는 냉각조에 잠겨 몇 년 동안 보관되어야 한다. 물은 효과적인 방사선 차폐체이자 뜨거운 연료물질을 식혀준다.

2024년 경에 냉각이 완료된 우라늄을 임시저장 시설로 이전한다. 이 시점에 뮤레버그에 잔류했던 약 98%의 방사성 물질이 제거되고 사실상 환경에 위험이 없는 상태가 된다. 이후 원자로를 시작으로 시멘트와 강철 구조물 등의 분해가 가능해진다. 이 단계는 가장 복잡한 것으로 전 세계 원자로 해체 전문가들의 자문이 필요하다.

50년 전에 원자로를 건설할 때는 해체를 염두에 둔 사람은 아무도 없었다. 따라서 비용과 안전성을 최우선으로 고려한 이 당시 원자로를 해체하는 것은 매우 복잡하고 어렵다. 뮤레버그 원자로는 40~50년에 걸친 냉각기를 갖는 미국식 해체와 달리 신속한 해체 방식을 적용할 것으로 보인다. 신속한 해체는 불확실한 정치 상황에 영향을 받지 않고 다음 세대로 책임을 전가시키지 않는 장점이 있다. 뮤레버그 해체로 발생할 폐기물은 약 20만 톤으로 현장에서 제염이 이루어지고 재활용 혹은 적절한 매립지에 파기될 것이다.

이처럼 뮤레버그 원자력발전소의 해체가 순조롭게 이루어질 수 있을까? 많은 환경단체는 전례없는 해체 프로젝트에 경고를 보내고 있다. 동일한 원자로는 사실상 존재하지 않기 때문에 해외 사례를 적용한다고 해도 예상치 못한 어려움을 겪을 수 있다는 것이다.

한국도 이제 가동이 중단될 원자력 발전소의 해체를 앞두고 있는 가운데, 부족한 기술을 습득하고 인력을 양성할 필요를 맞고 있다. 스위스의 해체 논의는 원자로 해체에 있어 단순히 기술적인 부분 외에도 관련 법령과 행정절차 등에서도 만반의 준비가 있어야 함을 보여준다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 스위스;원자력발전소;해체;제염;방사선 2. Swiss;nuclear power plant;decommissioning;radioactive