중국, 세계 최초 토륨 SMR 핵심 테스트 성공...우라늄 대체 현실화

[베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국이 세계 최초로 토륨을 우라늄 핵연료로 변환하는 테스트에 성공했다. 이는 중국이 토륨 원전의 상용화에 한 발 더 앞서가고 있음을 의미한다.

중국과학원이 간쑤(甘肅)성 우웨이(武威)시 고비사막에서 운영하고 있는 토륨 기반 용융염 실험 원자로가 처음으로 토륨-우라늄 핵연료 변환을 실현해 냈다고 중국 관영 신화사가 3일 전했다. 이로써 간쑤성의 실험로는 세계에서 유일한 토륨 연료 변환을 성공시킨 용융염로가 됐다고 매체는 의미를 부여했다.

중국과학원은 고비사막에 2㎿(메가와트) 규모 액체 연료 토륨 '용융염 원자로'(MSR·molten salt reactor)를 건설해 운영해 오고 있다. 해당 원자로는 상업용이 아닌 실험용이다. 원자로는 우라늄을 원료로 시험 가동 중이었으며 이번에 토륨을 투입하는 실험을 성공시켰다.

토륨 용융염 원자로는 HTGR(고온 가스 냉각), SMR과 함께 4세대 원전으로 평가받는다. 토륨 용융염 원자로는 우라늄이 아닌 토륨을 주요 원료로 한다.

우라늄을 사용해 원전을 가동한 이후 토륨을 우라늄으로 변환해 원료로 사용한다. 우라늄을 대체할 수 있는 만큼 경제성이 높다. 토륨은 우라늄에 비해 매장량이 3~4배 많으며, 특히 중국 내 매장량이 많다.

용융염(溶融鹽·Molten Salt)은 고온에서 녹아 액체가 된 염류를 뜻한다. 용융염은 토륨과 함께 원자로에 주입되어 핵분열을 일으킨다. 용융염은 또한 핵반응에서 생성된 열을 흡수해 터빈에 전달하는 역할도 한다.

용융염은 토륨을 연소시키는 연료이자 냉각재 역할을 동시에 하는 것이다. 때문에 토륨 용융염 원전은 냉각수를 필요로 하지 않으며, 고비사막과 같은 물 부족 지역에서의 운용이 가능하다.

중국과학원은 토륨 용융염 원전을 소형 모듈인 SMR 방식으로 개발하고 있다. 향후 상용화된다면 중국의 내륙 지역은 물론 아프리카의 물 부족 지역에 원전을 건설할 수 있게 된다.

해당 프로젝트를 수행 중인 중국과학원 상하이 응용물리연구소는 "핵 기술 분야에서 미국이 세계 최정상 위치에 있지만 중국이 추월할 수 있는 분야도 존재한다"며 "토륨 용융염 SMR 분야에서 중국은 세계에서 가장 앞선 기술력을 지니고 있으며, 2030년이면 관련 기술을 완벽히 장악하게 될 것"이라고 전망했다.