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Four nuclear reactors hit a big milestone in the US

미국 초소형 원자로 4기 ‘임계’ 도달

원자로가 핵분열 연쇄반응을 스스로 유지하는 ‘임계 상태’에 도달한 것은 중요한 첫걸음이다. 그러나 전력망에 전기를 공급하려면 아직 넘어야 할 단계가 많다.
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미국 정부는 건국 250주년인 2025년 7월 4일까지 새로운 초소형 원자로 3기가 스스로 핵반응을 유지하는 ‘임계’ 상태에 도달하는 것을 목표로 세웠습니다. 결과적으로 목표보다 하나 더 많은 4기의 원자로가 기한 내에 임계에 성공했습니다. 이들 원자로를 만든 회사 대부분은 2023년에 설립된 신생 기업으로, 매우 빠른 속도로 성과를 낸 것입니다. 하지만 이번 시험은 아주 낮은 출력에서 핵반응이 유지되는지만 확인한 것이어서, 실제로 전기를 만들어 공급하기까지는 아직 많은 기술적 과제와 정부 승인 절차가 남아 있습니다.

왜 중요한가요?

전 세계적으로 전력 수요가 빠르게 늘고 있고, 기후변화 대응을 위해 탄소를 배출하지 않는 발전 방식이 절실한 상황입니다. 초소형 원자로가 상용화되면 깨끗한 전기를 더 빠르고 유연하게 공급할 수 있는 새로운 선택지가 될 수 있어 중요합니다.

주요 용어 설명
임계 (Criticality)

원자로 안에서 핵분열 연쇄반응이 외부 도움 없이 스스로 계속 이어지는 상태를 말합니다. 비유하자면, 성냥으로 불을 붙인 뒤 성냥 없이도 장작이 스스로 타오르는 것과 비슷합니다. 원자로가 제대로 작동할 수 있는지를 확인하는 첫 번째 관문이라고 할 수 있습니다.

무출력 임계 (Zero-Power Criticality)

실제로 전기를 만들 만큼의 열을 내지 않고, 극히 낮은 출력에서 핵반응이 안정적으로 유지되는지만 확인하는 시험입니다. 자동차로 비유하면 엔진 시동이 걸리는지만 확인하고, 실제로 도로를 달려보지는 않은 단계와 같습니다.

초소형 원자로 (Microreactor)

기존의 대형 원자력 발전소보다 수십 배에서 수백 배 작은 규모의 원자로입니다. 크기가 작아서 공장에서 미리 만들어 필요한 곳에 옮겨 설치할 수 있다는 장점이 있습니다. 외딴 지역이나 데이터센터처럼 특정 장소에 맞춤형으로 전력을 공급하는 데 적합합니다.

원자력규제위원회 (NRC, Nuclear Regulatory Commission)

미국에서 민간 원자력 시설의 안전을 감독하고 허가를 내주는 정부 기관입니다. 새로운 원자로를 짓고 운영하려면 반드시 이 기관의 승인을 받아야 합니다. 안전 심사가 매우 까다롭고 시간이 오래 걸리는 것으로 알려져 있습니다.

핵분열 연쇄반응 (Nuclear Fission Chain Reaction)

원자핵이 쪼개지면서 에너지와 함께 새로운 입자를 내놓고, 그 입자가 다른 원자핵을 또 쪼개는 과정이 연속적으로 이어지는 현상입니다. 도미노를 세워놓고 하나를 쓰러뜨리면 나머지가 줄줄이 넘어지는 것과 비슷한 원리입니다. 이 반응에서 나오는 열을 이용해 전기를 만듭니다.

⚡ Claude AI가 독자를 위해 자동 생성한 요약입니다. 원문을 함께 읽어보세요.

필자는 올해 미국 독립기념일, 즉 7월 4일을 꽤 기다리고 있었다. 수영장 옆에서 즐기는 바비큐를 좋아해서만은 아니었다. 올해 미국 독립기념일은 미국 원자력 발전에도 상징적인 시한이기 때문이었다.

지난해 트럼프 대통령 행정부는 미국 건국 250주년까지 신규 초소형 원자로 3기가 임계 상태에 도달하도록 하겠다는 목표를 세웠다. (임계 상태란 원자로가 핵분열 연쇄반응을 스스로 유지할 수 있음을 보여주는 기술적 이정표다.) 그런데 올해 독립기념일까지 시한에 맞춰 해당 목표를 달성한 원자로는 3기가 아니라 4기였다.

쉽지 않은 목표였다. 그런데도 원래 목표보다 많은 4개 기업의 원자로가 임계 단계에 도달했다는 사실은 차세대 원자력 기술에 긍정적인 신호다. 특히 현재 전 세계적으로 전력 수요가 늘고 있고, 기후변화 대응을 위해 탄소를 배출하지 않는 기술의 필요성도 커지고 있는 상황에서는 더욱 그렇다.

그러나 임계 상태에 도달했다고 해서 원자로가 곧바로 전력망에 전기를 공급할 준비를 마쳤다는 의미는 아니다. 그렇다면 이번 성과가 미국 원자력 발전 분야에서 어떤 의미를 갖는지, 해당 기업들이 앞으로 어떤 과제를 마주하게 될지 살펴볼 필요가 있다.

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