<사진. KISTI 미리안 사진자료
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

마틴게일, 액체연료 원자로 설계 공개

마틴게일(Martingale Inc)은 자사의 토르콘(ThorCon) 액체연료 원자로 설계를 공개했는데, 우라늄과 토륨을 용융염 상태로 용해시킨 핵연료를 사용하는 원자로로서 실제 가동은 2020년에 시작될 예정이다.

“지금까지 공개된 적이 없는 설계에 매우 지대한 관심을 가지고 있다. 그 이유는 바로 조선소와 같은 공장에서 제조되고 석탄보다 저렴할 수 있는 용융염 원자로이기 때문”이라고 용융염 원자력발전소 건설을 위한 수석 엔지니어 및 아키텍트인 잭 디바니(Jack Devanney)가 말했다. 토르콘을 연료로 사용하는 원자로 노심은 지하에 위치하게 된다.

매사추세츠 캠브리지에 위치한 MIT의 교수를 역임한 디바니는 한국의 조선소에서 저비용, 고정밀, 블럭 단위 생산 방식을 적용한 경험을 언급했다. 그는 사전에 조립된 블럭들을 이용한 제조 방식이 원자력발전소 건설에서도 여태까지 본 적이 없는 큰 차이를 만들어낼 수 있다고 덧붙였다. 미국 플로리다에 위치한 마틴게일은 냉각을 위한 격막벽과 같은 독특한 장비의 특허를 신청하지 않고 있었다.

이번에 이루어진 일반 공개를 통해 원자력발전소와 관련된 규제 정보에 대한 정부의 우려로 인해 발생할 수 있는 잠정적인 지연없이 국제적인 경계를 넘어 지식을 자유롭게 교환할 수 있게 되었다고 디바니는 말했다. 마틴게일은 새로운 원자로 설계가 물리적 프로토타입을 이용한 시험 단계에 진입한 것을 높게 평가하면서, 1960년대에 미국이 이와 같은 활동을 통해 원자로 설계에 있어 세계 표준을 달성했다고 덧붙였다. 또한 마틴게일은 이와 동일한 시험을 통해 인허가를 취득하는(license-by-test) 모델을 채택함으로써 미국은 항공과 제약 분야에서 선도적인 위치에 도달할 수 있었다고 말했다.

용융염 원자로는 여전히 설계단계에 머물러 있는 개념이지만 토륨을 핵연료로 사용하는데 최적화된 것으로 간주되고 있다. 고유한 특성을 갖는 액체 연료는 400~700도 범위에서 용융되는 염과 혼합을 통해 토륨과 우라늄(U-233 그리고/또는 U-235) 불화물을 수용하게 되고 액체가 가진 우수한 열전달 특성 및 핵분열성 연료의 틀을 유지해주는 역할을 하게 된다. 이 액체가 원자로 중심 지역을 순환하는 과정에서 다양한 핵분열 부산물(독물질) 그리고/혹은 가치가 높은 U-233 등이 화학반응을 통해 분리된다. 감속 정도는 노심 내에 함유된 흑연의 양으로 조절된다. 어떤 용융염 원자로 설계는 토륨 연료를 통해 유용한 핵분열성 물질인 U-233을 생산하는 방식을 채택한 것도 있다.

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