아이다호국립연구소(INL) 실험 원자로 단지 가운데에는 거대한 은색 돔 건물이 하나 있다. 미국 원전산업의 역사라고 불리는 EBR-2다. 1964년부터 수많은 핵연료와 냉각재를 실험하는 테스트 원자로로 활용됐다.
1996년 가동을 멈춘 EBR-2는 차세대 원전 실험을 위한 요람으로 탈바꿈하고 있다. 지난 8월 말 이곳을 방문했을 때 건설 자재를 쉴 새 없이 나르는 차량과 인부를 볼 수 있었다. INL은 2025년까지 차세대 원전용 연료와 액체금속 냉각재 등을 실험하기 위한 장치를 완공할 예정이다.
한국 언론에 최초로 공개된 INL은 미국 17개 국립연구소 중 유일한 원자력발전소 전문 연구소다. 서울 면적의 네 배에 달하는 2303㎢ 부지에 약 5400명의 직원이 근무하고 있다.
INL의 역사는 제2차 세계대전 때로 거슬러 올라간다. 진주만 습격 이후 함포 사격 부지를 찾던 미 해군이 이곳을 해군 사격시험장으로 사용했다. 냉전 시대에 접어들며 연구 주제가 바뀌었다. 세계 최초의 원자력추진잠수함인 USS노틸러스호에 들어가는 원자로 시제품을 시작으로 원전 연구에 집중했다. 지금까지 52개의 원자로가 이곳에 설치돼 연구에 활용됐다. 현재는 4개의 원자로가 가동되고 있다.
가장 중요한 원자로로 꼽히는 것은 ‘고급원전실험로(ATR·advanced test reactor)’다. 한경 취재진이 방문했을 때도 한창 연구가 진행 중이라는 걸 보여주듯 건물에서 흰색 연기가 피어올랐다. ATR은 고농축 우라늄을 통해 차세대 원전 연료와 냉각재를 연구하는 실험로다. 높이 11ｍ, 가로세로 3.7ｍ 크기의 원자로에서 동시에 77개의 서로 다른 연료와 냉각재를 실험할 수 있다. ATR을 통해 최대 93%의 고농축우라늄을 활용한 연구도 가능하다. 농도가 높은 우라늄을 사용하면 핵분열 반응을 가속할 수 있다. 미국처럼 공식 핵보유국이 아니라면 고농축우라늄을 보유하거나 연구 목적에 쓸 수 없다. INL에 나트륨-칼륨, 용융염 등 차세대 원전 연료·냉각재 연구를 희망하는 해외 기업 의뢰가 쇄도하는 배경이다.
연구 단지에서 차로 5분 정도 이동하면 원전 사고 시나리오를 테스트하는 과도반응기 실험시설(TREAT·transient reactor test facility)이 나온다. 냉각재 상실, 저전력, 연료 용해, 제어봉 이탈 등 원전에서 발생할 수 있는 거의 모든 상황이 이곳에서 검증된다.
컴퓨터로 원전을 가상 실험하는 무스(MOOSE) 연구소도 INL의 핵심 시설 중 하나다. 원자로를 가상 기술로 구현한 ‘디지털 트윈’에서 원전 구조와 연료, 냉각재 등을 바꿔 실험해보는 장소다. 가상 실험을 통해 실제 실험에 드는 시간과 비용을 크게 아낄 수 있다.
원전 실증 연구는 INL의 핵심 기능 중 하나다. 새로운 연료와 냉각재를 쓰는 차세대 원전이 생산·가동되려면 미국 원자력규제위원회(NRC) 규제를 통과해야 한다. 이를 위해 뉴스케일, 엑스에너지 등 원전 기업이 INL에서 실증 연구를 하고 있다. INL에서는 미국 에너지부 승인을 받아 전력망에 연결되지 않은 원자로를 실험할 수 있다.
에릭 시어시 최고기술책임자(CTO)는 “규제 승인이 오래 걸리는 이유 중 하나는 데이터 수집 시간이 소요되기 때문”이라며 “테스트베드를 통해 승인 절차에 필요한 각종 정보를 제공하는 것이 INL의 중요한 역할 중 하나”라고 설명했다.
아이다호폴스=김인엽 기자 inside@hankyung.com
1996년 가동을 멈춘 EBR-2는 차세대 원전 실험을 위한 요람으로 탈바꿈하고 있다. 지난 8월 말 이곳을 방문했을 때 건설 자재를 쉴 새 없이 나르는 차량과 인부를 볼 수 있었다. INL은 2025년까지 차세대 원전용 연료와 액체금속 냉각재 등을 실험하기 위한 장치를 완공할 예정이다.한국 언론에 최초로 공개된 INL은 미국 17개 국립연구소 중 유일한 원자력발전소 전문 연구소다. 서울 면적의 네 배에 달하는 2303㎢ 부지에 약 5400명의 직원이 근무하고 있다.
INL의 역사는 제2차 세계대전 때로 거슬러 올라간다. 진주만 습격 이후 함포 사격 부지를 찾던 미 해군이 이곳을 해군 사격시험장으로 사용했다. 냉전 시대에 접어들며 연구 주제가 바뀌었다. 세계 최초의 원자력추진잠수함인 USS노틸러스호에 들어가는 원자로 시제품을 시작으로 원전 연구에 집중했다. 지금까지 52개의 원자로가 이곳에 설치돼 연구에 활용됐다. 현재는 4개의 원자로가 가동되고 있다.
가장 중요한 원자로로 꼽히는 것은 ‘고급원전실험로(ATR·advanced test reactor)’다. 한경 취재진이 방문했을 때도 한창 연구가 진행 중이라는 걸 보여주듯 건물에서 흰색 연기가 피어올랐다. ATR은 고농축 우라늄을 통해 차세대 원전 연료와 냉각재를 연구하는 실험로다. 높이 11ｍ, 가로세로 3.7ｍ 크기의 원자로에서 동시에 77개의 서로 다른 연료와 냉각재를 실험할 수 있다. ATR을 통해 최대 93%의 고농축우라늄을 활용한 연구도 가능하다. 농도가 높은 우라늄을 사용하면 핵분열 반응을 가속할 수 있다. 미국처럼 공식 핵보유국이 아니라면 고농축우라늄을 보유하거나 연구 목적에 쓸 수 없다. INL에 나트륨-칼륨, 용융염 등 차세대 원전 연료·냉각재 연구를 희망하는 해외 기업 의뢰가 쇄도하는 배경이다.
연구 단지에서 차로 5분 정도 이동하면 원전 사고 시나리오를 테스트하는 과도반응기 실험시설(TREAT·transient reactor test facility)이 나온다. 냉각재 상실, 저전력, 연료 용해, 제어봉 이탈 등 원전에서 발생할 수 있는 거의 모든 상황이 이곳에서 검증된다.
컴퓨터로 원전을 가상 실험하는 무스(MOOSE) 연구소도 INL의 핵심 시설 중 하나다. 원자로를 가상 기술로 구현한 ‘디지털 트윈’에서 원전 구조와 연료, 냉각재 등을 바꿔 실험해보는 장소다. 가상 실험을 통해 실제 실험에 드는 시간과 비용을 크게 아낄 수 있다.
원전 실증 연구는 INL의 핵심 기능 중 하나다. 새로운 연료와 냉각재를 쓰는 차세대 원전이 생산·가동되려면 미국 원자력규제위원회(NRC) 규제를 통과해야 한다. 이를 위해 뉴스케일, 엑스에너지 등 원전 기업이 INL에서 실증 연구를 하고 있다. INL에서는 미국 에너지부 승인을 받아 전력망에 연결되지 않은 원자로를 실험할 수 있다.
에릭 시어시 최고기술책임자(CTO)는 “규제 승인이 오래 걸리는 이유 중 하나는 데이터 수집 시간이 소요되기 때문”이라며 “테스트베드를 통해 승인 절차에 필요한 각종 정보를 제공하는 것이 INL의 중요한 역할 중 하나”라고 설명했다.
아이다호폴스=김인엽 기자 inside@hankyung.com
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