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Why China is betting on big nuclear reactors

중국은 왜 대형 원자로 개발에 사활을 거나

미국 기업들이 소형 원자로 개발에 주목하는 사이, 중국에서는 대형 원자로 건설이 빠르게 진행되고 있다.
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중국은 대형 원자로를 매우 빠른 속도로 건설하고 있으며, 2030년까지 미국과 유럽을 모두 앞지를 것으로 보입니다. 반면 미국은 대형 원자로 대신 작은 원자로에 관심을 기울이고 있으며, 최근 아주 작은 원자로가 처음으로 스스로 작동하는 단계에 도달하는 성과를 거두었습니다. 중국이 빠르게 건설할 수 있는 비결은 같은 설계를 반복해서 짓는 표준화 방식과 정부의 대규모 투자입니다. 작은 원자로는 처음 드는 돈이 적지만, 같은 양의 전기를 만드는 비용은 오히려 더 비쌀 수 있습니다. 전 세계적으로 전기 수요가 빠르게 늘고 있어, 어떤 방식이 더 빨리 전기를 공급할 수 있는지가 중요한 문제가 되고 있습니다.

왜 중요한가요?

기후변화에 대응하면서도 늘어나는 전력 수요를 감당하려면 탄소를 배출하지 않는 에너지원이 필요합니다. 원자력은 대표적인 무탄소 에너지원이기 때문에, 대형과 소형 원자로 중 어떤 전략이 효과적인지에 따라 우리가 쓰는 전기의 가격과 안정성, 그리고 환경에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

주요 용어 설명
가압경수로 (Pressurized Water Reactor, PWR)

물을 높은 압력으로 가두어 끓지 않게 한 채 열을 전달하는 방식의 원자로입니다. 압력솥 안에서 물이 더 높은 온도까지 견디는 것과 비슷한 원리입니다. 현재 전 세계에서 가장 많이 사용되는 원자로 유형입니다.

임계 상태 (Criticality)

원자로 안에서 핵분열 연쇄 반응이 외부 도움 없이 스스로 계속 이어질 수 있는 상태를 말합니다. 성냥으로 불을 붙인 뒤 성냥 없이도 장작이 계속 타오르는 것에 비유할 수 있습니다. 이 상태에 도달해야 원자로가 실제로 에너지를 만들어낼 수 있습니다.

소형모듈원자로 (Small Modular Reactor, SMR)

기존 대형 원자로보다 크기와 출력이 훨씬 작은 원자로로, 공장에서 미리 만들어 현장에 설치할 수 있도록 설계된 것입니다. 레고 블록처럼 공장에서 조립해 가져다 놓는 방식이라 건설 기간과 초기 비용을 줄이는 것이 목표입니다.

삼중피복연료 (TRISO, TRi-structural ISOtropic fuel)

아주 작은 핵연료 알갱이를 세 겹의 보호막과 흑연으로 단단하게 감싼 구슬 모양의 연료입니다. 사탕을 여러 겹의 껍질로 감싸는 것처럼, 방사성 물질이 밖으로 새어 나오지 않도록 보호하는 구조입니다. 일반 원자로 연료보다 높은 온도를 견딜 수 있어 안전성이 높습니다.

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

원전 산업은 현재 두 갈래 길을 걷고 있다.

중국에서는 대형 원자로 건설이 놀라울 정도로 빠르게 진행되고 있다. 중국은 2016년 이후 원전 설비를 거의 두 배로 늘렸고 전체 발전 용량은 약 60기가와트(GW)에 이르렀다. 새로 건설되는 시설은 거의 모두 GW급 가압경수로다.

한편, 미국은 같은 기간 원자로를 단 두 기만 새로 건설했다. 조지아주 보글 원전 3호기와 4호기다. 다만 미국에서는 소형 원자로가 큰 관심과 투자를 받고 있다. 최근 한 초소형 원자로(microreactor) 개발사는 미국 에너지부의 새 시범 프로그램에서 자사 원자로를 임계 상태에 도달시키는 데 성공했다.

세계 각국은 늘어나는 전력 수요를 충족하기 위해 속도를 내고 있다. 온실가스를 배출하지 않는 원자력 같은 에너지원에 관심이 커지는 이유도 여기에 있다. 핵심은 ‘어느 전략이 실제로 전력을 더 빠르게 전력망에 공급할 수 있는가?’이다.

현재 미국과 프랑스는 원전 산업의 선도국으로 꼽힌다. 미국은 세계 최대 원전 설비를 보유하고 있고, 프랑스가 그 뒤를 잇는다. 프랑스는 전력 생산에서 원전 의존도가 매우 높다. 프랑스 전력의 약 3분의 2가 원전에서 생산된다.

그러나 두 나라는 최근 몇 년간 신규 원자로를 거의 추가 건설하지 못했다. 미국이 내세울 수 있는 성과는 보글 원전뿐이며, 프랑스도 2024년 12월에야 20여 년 만에 처음으로 새 원자로를 전력망에 연결했다.

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