美, 노후화한 미사용 핵탄두 녹여 첨단원자로 연료로 전환 박차

기존 원자로 우라늄 5%보다 높지만 무기급 20% 못미치는 5∼20% HALEU

에너지 밀도 높여 소형모듈형 원자로로 더 경제적으로 전기 생산 가능

과거 러시아에 의존했던 농축우라늄 조달, 우크라이나전 이후 중단

美에너지부 "에너지안보·기후목표 충족위해 더 많은 핵에너지 필요"

[서울=뉴시스]노후화한 핵탄두를 녹여 얻은 고순도저농축우라늄(HALEU)을 연료로 채운 소형모듈형 원자로(SMR)의 모습. 미국이 노후화한 미사용 핵탄두를 녹여 첨단 원자로 연료로 전환하는 작업에 박차를 가하고 있다고 CNN이 9일 보도했다. <사진 출처 : CNN> 2024.09.09.

[서울=뉴시스] 유세진 기자 = 최초의 원자폭탄 개발을 위한 맨해튼 프로젝트 시기 원자폭탄 제조를 위해 우라늄을 농축했던 바로 그 극비 시설에서 노동자들이 노후화한 미사용 핵탄두를 도시에 전력을 공급할 연료로 바꾸는 작업에 한창이라고 CNN이 9일 보도했다.

무기급 우라늄과 저농축 우라늄을 1370도가 넘는 도가니 속에서 함께 녹여 고급 원자로 연료를 만드는 것이다. 이 연료들은 미국의 차세대 원자로에 전력을 공급할 예정이다. 소형 모듈형 원자로는 건설이 용이한데다 저렴하며, 노후화한 대형 원자력발전소보다 유지 보수 비용이 훨씬 적게 들며 넓은 물리적 공간을 필요로 하지도 않는다.

한 가지 단점은 농축되고 에너지 밀도가 높은 우라늄을 필요로 한다는 점이다. 미국은 지난해까지 농축 우라늄의 대부분을 러시아로부터 조달했지만 러시아의 우크라이나 침공 이후 초당적 법언이 의회를 통과하면서 중단됐고, 국내 조달을 위한 경쟁이 치열하게 펼쳐지고 있다.

미국은 현재 전체 전력의 약 20%를 원자력으로부터 얻고 있다. 미 에너지부는 신뢰할 수 있는데다 기후 오염을 초래하지 않는 핵 에너지의 비율을 향후 몇년 안에 더욱 높이는데 큰 관심을 보이고 있다. 마이클 고프 에너지부 원자력에너지담당 수석 부차관보는 "핵은 우리가 필요로 하는 확실하고 깨끗한 전기를 제공해준다. 에너지 안보 요구와 기후 목표 충족을 위해 우리는 훨씬 더 많은 핵 에너지가 필요하다"고 말했다.

이때문에 고순도저농축우라늄(HALEU)으로 작동하는 소형모둘형원자로(SMR)가 점점 더 많이 필요하다.

기존 원자로의 우라늄은 5% 이하로 농축되지만 HALEU는 무기급 우라늄인 20%에는 못미치지만 5∼20%의 농축 우라늄이다. 따라서 더 작은 공간에서 더 많은 에너지를 얻을 수 있고, 에너지 밀도를 높여 더 효과적인 연료를 만들어 이론적으로는 더 경제적으로 전기를 생산할 수 있다.

미국이 얼마나 많은 고농축 우라늄을 보유하고 있는지는 기밀 사항이지만, 무기급 우라늄을 녹여 필요한 만큼의 HALEU를 얻는 것은 쉽지 않을 것으로 보인다. 이에 따라 미 의회는 최근 에너지부 핵안보실(NNSA)에 노후화된 핵무기를 첨단 원자로 연료로 전화하는 것을 우선시하라고 지시했다. 이와 함께 미 정부도 민간 업체들에서도 HALEU 생산을 독려하기 위해 우라늄 농축 회사들에 향후 몇달 사이 20억 달러(약 2조7000억원) 이상을 지원할 것으로 예상되고 있다.


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