핵폐기물 없는 토륨원자로 개발해야 (매일경제 2011.03.02 10:32:49)

[사이언스플라자] 핵폐기물 없는 토륨원자로 개발해야

핵폐기물 발생을 억제하자는 주장은 환경론자들만의 이야기가 아니다. 과학적 근거를 바탕으로 과학자들이 주장하기도 한다. 기후 변화, 에너지 위기, 화석연료 고갈 등으로 세계적으로 원자력에너지의 중요성이 다시 부각되고 있는 시점에 해결해야 할 가장 큰 문제가 방사성 폐기물 처리인 것이다.

지난 1월 25일 중국과학원은 방사성 폐기물을 최소화할 수 있는 토륨 원자로 개발 계획을 발표했다. 토륨 매장량이 풍부한 인도는 약 10년 전부터 토륨을 이용한 원자로를 개발해왔고 최근에는 더욱 다각적인 연구를 하고 있다.

토륨 원자로는 핵연료로 우라늄 대신 토륨을 사용하는 원자로다. 토륨 원자로는 우라늄을 사용하는 기존 원자로보다 여러 장점이 있다고 알려져 있다.

첫째, 토륨은 우라늄보다 매장량이 훨씬 풍부하다.

둘째, 우라늄 원자로는 핵연료에 들어 있는 우라늄-238이 플루토늄으로 변환되어 핵폭탄 재료가 되지만, 토륨 원자로는 플루토늄을 만들어내지 않는다.

셋째, 토륨 원자로를 가속기 구동 방식(ADS)으로 운영하면 미임계로(스스로는 핵분열이 지속되지 않는 원자로) 상태에서 운전하기 때문에 가속기가 꺼지면 원자로도 꺼지게 되어 안전이 보장된다.

넷째, 가속기 구동 방식을 사용하면 방사성 폐기물이 나오지 않는다. 기존 원자로에서 발생한 방사성 폐기물까지도 가속기 구동 방식으로 태워버릴 수 있다. 그 밖에도 기존 우라늄 원자로에 비해 구조가 간단해 여러 장점이 있다.

이 토륨 원자로는 노벨 물리학상 수상자인 카를로 루비아(Carlo Rubbia) 박사가 `에너지 증폭기`라는 이름으로 제안하였는데, 이를 실증하여 상업용으로 개발하는 단계로는 아직 발전하지 못했다.

물론 토륨 원자로 개발에는 투자가 필요하다. 원자로 개발에는 워낙 많은 재원이 소요되기 때문에 국가가 나서서 해야 한다. 미국에서는 최근 에너지부(DOE) 소속인 아르곤(Argonne) 연구소, 오크리지(Oak Ridge) 연구소 등 6개 국립 연구소가 토륨 원자로 개발에 눈을 돌리고 백서를 발간했다.

순수물리학 연구소인 페르미(Fermi) 국립연구소도 프로젝트-X라는 새로운 가속기를 설계하여, 순수과학 연구뿐 아니라 가속기 구동 방식 원자로 개발 목적에 사용하려 하고 있다. 이런 움직임은 미국 의회에서도 일어나고 있어 작년에 상원의원인 해리 리드(Harry Reid)와 오린 해치(Orrin Hatch)가 토륨 기반 핵연료 개발을 위한 법안을 의회에 제출했다.

기술적ㆍ재정적 역량을 가진 산업체가 이런 대형 연구개발을 시도할 움직임을 보이기도 한다. 작년에는 빌 게이츠도 자신이 토륨 기반 원자로 개발에 뛰어들었다고 공개적으로 발표했다.

2년 전 영국 가디언지는 기후변화 문제를 해결하기 위한 가장 기대되는 20가지 방법을 제시하였다. 다양한 분야에 걸친 전문가로 구성된 패널을 통해 소위 `맨체스터 보고서`라는 것을 발표한 것이 그것이다. 그 스무 가지 방법 중 토륨 원자로가 들어 있다.

이처럼 토륨 원자로는 안전성, 경제성, 환경 영향, 지속가능성 등을 평가했을 때 이상적인 원자로로 평가받는다.

대한민국은 원자력 산업기술에서 세계적 수준에 올라 있다.

그러나 인도 중국 미국 등이 새로운 토륨 기반 원자로를 개발하고자 하는 이때, 대한민국도 기존에 개발한 기술만 발전시키기보다는 미래 지향적인 새로운 기술 개발에 눈을 돌릴 필요가 있다.

한국이 튼튼한 원자력 기술을 기반으로 철강, 반도체, 선박 등에 이어 또 한 번 세계적으로 앞서나갈 수 기회가 될 수 있다.

[클라우디오 텐레이로 성균관대 에너지과학과 교수]

주유없이 100년 달리는 ‘핵 자동차’ 개발

(시사중국2011.09.06 20:53)

▲ 핵 연료를 사용하는 자동차가 개발중이다.

[시사중국] 100년간 주유가 필요없는 ‘핵 자동차’가 미국의 한 연구소에서 개발중인 것으로 알려졌다고 지난 6일 해외 자동차 전문 사이트 오토블로그가 전했다.

미국 연구소인 레이저 파워 시스템의 찰스 스티븐 연구원은 토륨 핵연료 시스템으로 구동되는 자동차의 프로토타입을 개발 중으로 원자력 발전소를 자동차에 탑재한 것과 같은 원리라고 전했다. 다만 우라늄 대신 토륨을 연료로 사용했다는 차이가 있는데 토륨은 우라늄보다 방사능 물질 발생량이 상대적으로 작고 매장량도 많기 때문이다.

이미 캐딜락은 지난 2009년 시카고 오토쇼에 ‘캐딜락 월드 토륨 연료 콘셉트카’를 공개한 바 있다. 레이저 파워 시스템이 개발중인 발전 시스템과 동일한 방식이 적용된 차량이다.

하지만 실제로 핵 자동차가 도로를 주행할 경우 사고시 핵폭발과 같은 대 참사가 발생할 수도 있다고 오토블로그는 지적했다.