미국 트럼프 행정부는 2016 회계년도보다 미화 2억 8,300만불이 줄어든 7억 300만불을 2018년 회계년도 에너지부(DOE)의 원자력 프로그램 예산으로 신청한 것으로 2017년 5월 23일 알려졌다. 

아직 의회의 승인이 필요한 예산안에 대해 상세한 내용은 밝혀지지 않았으나 원자력발전에 지속적으로 혁신적 방식을 도입하고 이를 촉진하는데 예산을 사용할 것으로 알려졌다.예산 요구안에는 미화 1억 2,000만불에 달하는 자금을 방사성폐기물관리, 장기적 정체되어 있는 네바다주 유카마운틴 심지층처분장 인허가 착수 및 사용후핵연료 중간저장시설 등에 투입할 예정이다.

DOE는 2018 회계년도에는 민간 원자력산업계에 광범위하게 도움을 줄 수 있는 조기 연구개발과 성숙단계 개발기술의 민간부분 이전에 자금을 집중할 것이라고 밝혔다. 예산요구안에는 미화 3억 7,000만 불 이상이 사이버 공격으로부터 에너지 인프라를 보호하고 공격방어 능력을 강화하는데 편성되어 있다.

한편 원자력 프로그램과는 별도로 65억불이 2차 세계대전과 냉전시대을 거치면서 남겨진 핵무기 개발용 원자력시설에 대한 환경복구 사업을 위해 편성되었다.

미 원자력규제위원회(NRC)는 2016년 지출규모보다 4,500만불 줄어든 9억 5,200불만을 2018 회계년도 예산안으로 요구했다. NRC측은 예산과 인력은 줄어들겠지만 안전성과 보안성 강화라는 기관의 목적을 달성하는데 충분한 수준이라고 밝혔다. 이 중 4억 6,670만불은 원자로 안전성 향상 분야, 유카마운틴 프로젝트를 지원하기 위한 3,000만불을 포함해 총 1억 7,110만불은 원자력 재료와 방사성폐기물 안전성 분야에 투입될 예정이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자력 프로그램, 심지층처분장, 사이버 공격 2. nuclear power program, deep geologic repository, cyberattack

• (개요) Oak Ridge National Laboratory의 핵물리학자들은 칼슘-48 원자핵의 자기 특성을 시뮬레이션 - 칼슘-48은 20개의 양성자와 28개의 중성자로 구성된 원자핵으로 핵물리학 연구에 사용되는 중요한 동위원소 - 원자핵에 높은 에너지를 가해 자기적 상태 변화를 유도하는 실험을 진행 - 이전에 상반된 결과를 보여준 두 실험 중 하나를 시뮬레이션을 통해 검증 • (접근방안) 원자핵 내부에서 작용하는 힘을 계산하는 이론 모델 개발 및 시뮬레이션 - 핵에 전자나 광자를 충돌시키면 “자기 쌍극자 전이” 현상이 발생 - 전이를 이해하기 위해 핵을 구성하는 힘인 강한 핵력의 기본 이론인 “양자 색역학 이론”을 활용하는 시뮬레이션 모델 구축 - 정확도와 계산 비용을 고려하여“결합 클러스터 방법”을 사용한 시뮬레이션을 ORNL의 Frontier 슈퍼컴퓨터에서 진행 • (결과) 최신 실험 결과를 시뮬레이션을 통해 검증 - 시뮬레이션은 2010년대 수행한 감마선을 이용한 최신 실험 결과와 일치 - 이전에 간과되었던 “연속체 효과”가 자기 쌍극자 전이에 미치는 역할을 추가 분석

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
• Keyword :

원자력 발전소에서는 에너지 집약적으로 생산된 중수가 냉각수로 사용된다. 단 1 킬로그램의 중수를 생산하기 위해 일년 내내 평균적인 미국 가정에 전력을 공급하기에 충분한 에너지가 소비된다. 연구진은 그래핀 필터를 사용하여 에너지 효율이 높고 확장 가능한 중수 제조 방법을 개발했다.

새로운 개발은 매년 최대 백만 톤까지 중수 생산과 관련된 CO2 배출 감소로 이어질 수 있다.

"Scalable and efficient separation of hydrogen isotopes using graphene-based electrochemical pumping"라는 제목으로 Nature Communications에 게재된 연구에서 단지 30m2의 그래핀 막이 기존의 중수 생산 시설에 비견할 만한 양의 중수를 생산할 수 있음을 보여주었다.

그래핀은 수소의 다른 동위 원소 분리에 효과적인 필터이다. 자연수는 중수소를 0.015 % 포함하고 있어 중수 추출은 집중적인 다단계 프로세스이다.

그래핀 필터 멤브레인을 만들기 위해 연구팀은 화학 기상 증착법으로 성장한 그래핀을 유연한 고분자 필름으로 옮겼다. 수소 이동 속도를 높이기 위해 팔라듐 나노 입자를 그래핀 표면에 증착시켜 촉매로 작용시켰다. 그래핀 필름을 전도성 카본 크로스로 끼운다. 멤브레인을 가로 질러 전위를 가하면 그래핀을 통해 수소가 펌핑되어 중수소와 분리된다.

연구팀의 그래핀 필터는 기존 중수 시설보다 100 배 적은 에너지를 필요로 하여 원자력 발전소의 산업 생산 비용을 줄이고 에너지 효율을 높여준다. 프로토 타입 멤브레인은 롤투롤(roll-to-roll) 제조 공정을 이용하여 대량 생산할 수 있다.

삼중 수소는 수소의 또 다른 동위 원소이며 양성자와 두 개의 중성자를 포함하고 있다. 그래핀 멤브레인은 삼중 수소 분리 및 오염 제거에 더욱 효율적일 것으로 기대된다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 그래핀, 멤브레인, 중수, 필터, 원자력 2. graphene, membrane, heavy water, filter, nuclear

경제협력개발기구 NEA(OECD-Nuclear Energy Agency)와 미국 전력연구소(EPRI, Electric Power Research Institute)는 국제적인 원자력연구 경험을 공유하기로 양해각서에 서명했다. 이 양해각서에는 5년간 협약의 범위와 목적이 기술되어 있다. 각 기관의 대표자가 상대 기관의 운영위원회에 참석하며 각종 세미나, 워크샵 및 훈련 등을 공동으로 기획하게 된다.

양해각서의 목적은 원자력 분야에서 발전회사, 산업계, 각 국 정부기관 및 규제기관의 전망을 고려하여 국제적인 연구수요에 대한 이해를 심화하는 것이다. 양해각서에는 안전, 방사선안전, 과학 및 기술 개발, 운전경험, 경제성 분석 및 방사성폐기물관리 등 다양한 분야의 원자력연구를 대상범위로 규정하고 있다.

NEA측은 NEA 회원국이 첨단 원자력 기술을 활용하고 원전운영을 획기적으로 혁신하는데 이 협약이 도움이 될 것으로 기대하고 있다면서 EPRI는 원자력시설 운영에 관해 기존 및 새로 발생하는 문제점을 가장 잘 알고 있는 기관이라고 평가했다. EPRI측도 NEA와의 협력을 통해 연구계, 산업계 및 규제기관의 연결을 통해서 혁신적인 아이디어를 개발하고 신기술 개발을 이뤄낼 수 있을 것이라고 밝혔다.

미국 캘리포니아주 Palo Alto에 위치한 EPRI는 독립적인 비영리 기관으로 전기의 발전, 배전 및 사용에 관한 연구 및 개발을 시행하는 기구다. EPRI 회원사가 미국 내에서 발전 및 공급되는 전력의 90% 이상을 담당하고 있다. 파리에 본부를 두고 있는 NEA는 경제협력개발기구(Organisation for Economic Cooperation and Development) 체제 안에서 운영되는 범정부기구다. 설립목적은 국제협력을 통해 31개 회원국에 대해 원자력의 안전하고 환경적으로 건전하며 경제적인 개발과 활용을 지원하기 위해 과학적, 기술적, 법적 기초를 개발하는 것이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 양해각서, 원자력, 범정부기구 2. Memorandum of Understanding, nuclear energy, intergovernmental organization

영국 NAMRC(Nuclear Advanced Manufacturing Research Centre)은 잉글랜드 북서부에 새로운 모듈제작연구개발센터를 2017년 7월 4일 공식적으로 문을 열었다. 이 시설은 조선회사인 Cammell Laird사 시설에 유치한 것으로 지역 내 공급망의 허브(hub)를 만들기 위한 첫 번째 사례라고 밝혔다.

이 센터는 NAMRC 회원사인 Cammell Laird사의 120 에이커에 달하는 River Mersey에 있는 Birkenhead 부지에 위치하고 있다. River Mersey는 Liverpool시 맞은 편이다. 4개의 건조 도크(dry dock), non-tidal wet basin 1곳, 대형모듈생산공장 1곳 및 다수의 작업용건물 등을 확보하고 있다.

이 새로운 시설로 말미암아 원전건설 부지 밖에서 대규모의 복잡한 모듈을 사전에 만들어 건설현장으로 이송하여 설치하는 모듈제작 기법에 대한 NAMRC의 능력이 크게 높아질 전망이다. 이러한 기법은 이미 조선, 우주항공 및 안전성 확보가 핵심적인 산업에서 폭넓게 활용되고 있다. NAMRC 측은 원전 건설분야에서 모듈화 기법을 적용하면 건설위험도를 크게 줄일 수 있고 신규원전을 공정과 건설비에 맞춰 준공하는데 큰 도움이 될 것으로 보고 있다.

'Fit for Modules' 프로젝트에는 NAMRC, Arup, Fraser Nash 및 Laing O'Rourke 등이 컨소시엄으로 참여하고 있으며 영국의 모듈 공급망이 원자력 및 타 고부가가치 에너지 분야에서 세계적인 경쟁력을 확보할 수 있도록 하고 있다. 이 프로젝트 첫 단계는 영국이 추진하고 있는 신규원전 건설을 위해 모듈화 기법을 어떻게 개발할 것인지를 상세히 연구하는 것이며 그 다음으로는 어떤 연구와 투자가 필요한지를 밝히는 것이다. 연구에 참여하고 있는 컨소시엄 측은 내년에 향후 5년 기간 동안 필요한 기술과 역량을 개발하는 상세 기술로드맵을 내놓는 것을 목표로 하고 있다.

NAMRC은 원자력발전분야 공급망에 포함된 산업체 및 학계가 참여하는 협력체로 2012년 설립되었다. 영국 정부가 후원하고 있는 High Value Manufacturing Catapult의 일부이며 University of Sheffield가 관리하고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 원자력모듈제작연구센터, 모듈화 기법, 기술 로드맵 2. nuclear modular manufacturing R&D centre, modular technique, technology roadmap

중국과 태국은 원자력의 평화적 이용에 협력하는 협정에 서명했다. 이 협정은 2017년 3월 29일 중국 베이징에서 중국원자력행정청(NEA) 및 태국 에너지부 간에 체결되었다. 이 협정에 따라 양국은 원자력 분야 협력, 인력교류 확대, 원자력분야 교역 증진 및 협력분야 추가 개발에 나설 예정이다.

중국 국영원자력회사인 CGN(China General Nuclear) 측은 중국의 가장 앞서고 경제적이며 안전한 원자력 기술을 태국에 제공할 의사가 있으며 여기에는 기기공급, 사업경험 및 품질관리 전수 등도 포함된다고 밝혔다. 중국과 태국은 최근 몇 년간 원자력 분야에서 협력을 증진해 왔으며 태국 원자력 전문인력 수 백명에 대한 교육도 중국이 시행한 바 있다.

태국 국가에너지정책위원회는 원자력발전소 도입타당성연구를 시작했으며 2007년 승인된 2007-2021 전원개발계획에 4,000 MWe 규모의 신규원전을 2020~2021년까지 도입한다는 내용이 포함되어 있다. 2010년에 승인된 2010-2030 전원개발계획에는 2020~2028년까지 5기의 1,000 MWe급 원전을 가동하는 것으로 되어 있다.

2015년 6월 CGN과 태국 측은 중국의 Hualong One 원자로 기술에 대한 독립검토를 진행하고 있다고 밝히기도 했다. 중국 측은 태국의 원자력발전 도입프로그램에 Hualong One 원자로가 몇 안되는 후보로 들어갈 것으로 기대하고 있다. 한편, 태국 최대 민간전력사인 Ratchaburi 발전지주회사는 CGN사가 Hualong One 원자로 2기를 중국 Guangxi성에 짓고 있는 Fangchenggang 원전 2단계 사업의 지분 10%를 인수하기로 2015년 12월 합의한 바 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 타당성연구, 전원개발계획, Hualong One 원자로 기술 2. feasibility study, Power Development Plan, Hualong One reactor technology

영국 런던 Queen Mary 대학 첨단로봇센터(Centre for Advanced Robotics)는 최근 영국에 원자력 로봇과 관련한 최고의 연구소 설립을 지원하기 위한 자금 미화 130만 불을 받기로 결정되었다. 새로 설립될 연구소는 방사성폐기물 관리에 도움을 주는 기술 개발에 집중할 예정이다.

EPSRC(Engineering and Physical Sciences Research Council)이 지원한 이 기금은 국립원자력로봇센터(NCNR, National Centre for Nuclear Robotics) 설립에 사용될 예정이다. 이 센터는 원자력 산업분야에 활용될 수 있는 첨단 로봇 및 인공지능(AI, artificial intelligence) 기술을 개발하는데 초점을 맞출 계획이다.

NCNR은 미화 5,352만 불에 이르는 기금 및 기부를 받은 여러 대학이 참여하는 프로젝트로 로봇학, 인공지능, 센서, 방사선저항성 내재시스템 등 다양한 분야의 전문가가 참여한다. 이를 통해 방사성폐기물 관리와 처분에 필요한 기술을 개발할 예정이다. NCNR 설립에 참여할 대학은 Birmingham대학, Bristol대학, Lincoln대학, Edinburgh대학, Essex대학, Lancaster대학 및 West of England대학이다.

Queen Mary 대학 첨단로봇센터 측은 EPSRC 기금을 받게 됨으로써 영국 내 방사성폐기물 문제을 해결할 수 있는 다양한 로봇 개발 기회를 갖게 되었다고 밝혔다. 또한 위해 환경에 인간이 들어갈 필요성을 제거하는 책무를 받게 되었다고 덧붙였다. NCNR을 허브로 해서 개발된 기술은 다른 산업분야에도 폭넓게 활용될 수 있을 것이라고 전망했다.

NCNR의 연구 초점은 원자력시설 폐로에 맞춰지지만 여기서 개발되는 로봇과 인공지능 기술은 현재 가동중인 원전의 정비분야는 물론 신규원전 건설에도 사용될 수 있을 것이다. 뿐만 아니라 이러한 기술은 해양, 우주 및 광산과 같은 환경에서도 활용도가 높다. 이에 더해 폭발물 해체, 화재진압 및 화학제조 분야나 기계제조 분야에도 개발된 기술이 활용될 수 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 방사성폐기물관리,원자력로봇,인공지능 2. radioactive waste management,nuclear robotics,AI(artificial intelligence)

2월 1일 영국에서 열린 원자력에서 일하는 여성(Women in Nuclear, WiN) 컨퍼런스에서 원자력산업이 당면한 인재 부족 문제를 해결하기 위해서는 성별에서 다양성을 개선해야 한다는 주장이 제기되었다. 뉴젠 CEO 톰 샘손은 영국 내 가용한 인재를 활용하려면, 지역 사회 모든 구성원에게 원자력산업의 기회를 적극적으로 홍보해야 한다고 말했다.

원자력산업은 모든 사업 측면에서 다양성을 향상시킬 필요가 있다. 여성들이 STEM (과학, 기술, 공학, 수학) 분야에 적극적으로 참여하도록 특히 학교에서 장려해야 한다. 원자력산업은 이들에게 경력 측면에서 원자력의 전망과 기회를 설명하고 어떻게 특정 그룹에 접근할 것인지 고려해야 한다.

뉴젠의 경우 신생기업으로 새출발하는 장점이 있다. 기업문화의 기초부터 다양성과 포용성을 지지하고 장려하는 시스템을 통해 형성하는 것에 초점을 둘 수 있다. EDF 에너지의 폴 스펜스도 다양성은 당연한 것이라고 말했다. 원자력산업이 직면한 도전은 기존 발전소의 수명을 연장하고  힌클리포인트 원자로를 비용과 일정에 맞춰 건설하는 것을 비롯해 정부가 소형 모듈라 원자로와 배터리 저장 시설을 개발하는 등 헤아리기 어려울 정도다. 이 도전에 대응하기 위해서는 기술인력의 다양성에 도움을 받아야 한다.

원자력은 안전을 보장하는 시스템이 정착된 산업이다. 다양성을 달성하기 위해 동일한 시스템을 이용한 접근을 못할 것도 없다. 기본적으로 해야 할 일은 동일하다. 정책을 수립하고 상징적인 활동을 진행하고 측정 가능한 지표를 선정하고 목표를 벗어났을 때 보완 조치를 수행하는 한편, 변화를 이행하지 않는 사람들의 경우 행동에 개입하는 것과 경영진과 중간관리자들이 계속해서 목표와 일치된 행동 및 구호를 반복적으로 보이는 것이다.

원자력산업에 존재하는 개방성, 의사소통, 협력, 포용성을 증명한 환경을 조성해야 한다. 이런 특성의 상당수가 기본적으로 원자력 안전과 관련되어 있기 때문에 새로운 다양성을 조성하는 측면에서도 유리할 수 있다.

한 때 융성했던 기술력이 쇠퇴한 가운데, 새롭게 원자력을 시도하는 영국에서 인재난을 해결하는 방안으로 성차별을 해소하는 방안을 고려하고 있음을 보여주고 있다. 지속적인 인재 육성 정책이 제대로 시행되지 않을 경우, 향후 필요가 있어도 제대로 지원을 할 수 없다는 사례로 삼을 수 있을 것이다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 신규 원자력;기술인력 부족;소형 모듈라 원자로;영국;스템 2. new nuclear;skilled workforce shortage;sMR;UK;STEM

미국 MIT의 MITEI(Massachussetts Institute of Technology Energy Initiative)가 최근 내놓은 연구결과, 에너지 믹스에 원자력발전이 포함되지 않고서는 기후변화문제를 풀기가 더 힘들고 비용도 많이 들어가는 것으로 나타났다.

'탄소제한 사회에서 원자력의 미래'(The future of nuclear energy in a carbon-constrained world)라는 이 연구결과는 2018년 9월 3일 런던의 한 행사에서 발표되었다. 원자력이 주춤한 이유를 분석하고 이러한 경향을 바꿀 수 있는 대책이 제시되었다. 대책에는 신규원전 건설비용을 저감하는 등의 방법이 포함되어 있다.

이 연구는 아이다호 국립연구소(Idaho National Laboratory)와 위스콘신 주립대(University of Madison-Wisconsin)과의 협업하에 MIT가 주도했으며 탄소제한 사회에서 급속한 에너지 수요 대응을 위한 기술의 역활을 탐구하는 연속연구 중 8번째 연구다. 연구는 연구자, 정책결정자 및 산업계를 위해 진행되었다.

MIT 원자력공학과 연구진은 이번 분석이 미래 탈탄소사회를 달성하는데 원자력발전의 잠재성을 현실화하는데 중점을 두었다고 밝혔다. 원전건설 방식의 혁신, 새로운 정책 및 비지니스 모델을 조합하면 경제적으로 효율적인 원전을 보급할 수 있고 이에 따라 저렴한 전력을 공급함으로써 온실가스 배출저감으로 기후변화에 대응하면서도 세계 에너지 수요를 맞출 수 있을 것이라고 밝혔다.

현재 전 세계는 온실가스 배출을 급격히 줄여나가면서도 에너지 수요 급증에 대처해 나가야할 상황이라고 보고서는 분석하고 있다. 현재 발전부문에서 발전량 1kWh 당 배출되는 이산화탄소 양은 평균 500g 수준이나 2050년에는 이를 50g 수준으로 줄여 나가야 할 형편이다. 이를 위해서는 세계 대부분의 지역에서 현재와는 다른 발전시설을 확보해야 한다.

저탄소 발전기술이나 무탄소 발전기술을 다양하게 조합하여 에너지 믹스를 구성해야 하며 동시에 원자력발전은 저탄소 발전기술로서 역할을 수행해야 한다고 밝혔다. 원자력발전이 없다면 탈탄소 목표를 달성하는데 드는 비용이 현격히 증가한다고 덧붙였다.

원전 건설을 촉진하기 위해서는 공정과 건설비 관점에서 입증된 프로젝트 경험을 촛점을 맞춰야 하며 표준화된 설계를 반복 건설하는 것도 건설비용 저감에 도움이 될 것으로 분석했다. 개량형 3세대 경수로, 소형모듈형원자로(SMR, small modular reactor) 및 4세대 원자로를 활용하여 건설비용을 저감할 수 있을 것으로 보고 있다.

• 저자 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
• Keyword : 1. 기후변화,에너지 믹스,개량형 3세대 경수로 2. climate change,energy mix,evolutionary Generation-III LWR

• (개요) 원자로 내 용융염이 높은 방사선에 노출 되었을 때 일어날 수 있는 변화 규명 - 용융염 원자로는 냉각재로 불소 혹은 염소 화합물의 용융염을 사용하는 차세대 원자로임 - 용융염은 방사선과 반응하지 않는것으로 알려졌으나, 최근 보고된 실험에서 용융염이 방사선에 의해 화학 변화를 일으킬 수 있다는 것이 밝혀짐 - Oak Ridge National Laboratory와 University of Iowa의 연구진들은 용융염에 추가된 과잉 전자의 거동과 효과를 시뮬레이션으로 규명 • (접근방안 소개) 제일원리 분자동력학 시뮬레이션을 활용하여 용융염의 전자의 거동을 관찰 - 높은 에너지를 받은 용융염 내 전자의 움직임을 양자역학 방법을 이용하여 시뮬레이션 - Oak Ridge National Laboratory의 CADES와 Lawrence Berkeley National Laboratory의 NERSC 활용 • (결과) 방사선이 용융염에 라디칼을 생성하여 추가적인 화학 반응을 야기할 수 있음을 규명 - 방사선을 받은 용융염은 세 종류의 상태를 거칠 수 있음 - 세 상태 중 라디칼 상태는 근처의 다른 화학종과 반응하여 복잡한 화학 반응을 일으킬 수 있음

• 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
• Keyword :