미국에서 개발중인 마이크로 원자로는 어떤 원리로 전기를 만들어내나요?

Question

미국의 유일한 원자력발전 전문 국립연구소인 아이다호국립연구소(INL)에서 소형모듈원전(SMR·20~300㎿)보다 작은 마이크로(초소형) 원자로를 미국에서 개발 중이라고 하는데 마이크로 원자로는 어떻게 전기를 만들어내고 방사능에 대한 위험성은 없는건가요??

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

미국에서 개발 중인 마이크로 원자로는 일반적으로 원자로 발전소와 비슷한 원리로 동작합니다. 다만 크기가 훨씬 작고 모듈화되어 있습니다. 마이크로 원자로는 작은 크기의 핵 연료를 사용하여 핵 분열 반응을 유발합니다. 이 과정에서 발생하는 열은 물을 가열하여 증기를 생성합니다.

증기는 터빈을 회전시키고, 터빈은 전기 발전을 위한 발전기를 작동시킵니다. 이렇게 생성된 전기는 전력망에 연결되어 사용자들에게 전기 에너지를 제공합니다. 마이크로 원자로는 작은 규모이기 때문에 주로 원격 지역이나 특정 시설의 에너지 공급에 사용될 수 있습니다.

마이크로 원자로는 안전성과 경제성을 고려하여 설계되며, 핵 분열 반응을 제어하고 폐기물 처리를 고려하는 안전 시스템이 포함됩니다. 이러한 기술은 에너지 공급의 다양성과 탄소 배출 감소를 위한 대안적인 솔루션으로 간주됩니다. 그러나 현재까지 상용화되지는 않았으며, 연구와 개발 단계에 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이태영 과학전문가입니다.

마이크로 원자로는 기존 원자력 발전소의 핵분열 반응을 축소한 형태의 원자로입니다. 원자로의 크기가 작기 때문에 건설 및 유지 보수 비용이 저렴하고, 운송 및 설치가 용이합니다. 또한, 소규모 전력 생산이나 산업용 열 공급에 활용할 수 있습니다.

마이크로 원자로의 원리는 기존 원자력 발전소와 동일합니다. 원자로 내에서 우라늄-235와 중성자가 충돌하여 연쇄 핵분열 반응이 일어나고, 이 과정에서 방사선과 열이 발생합니다. 방사선은 냉각수를 가열하여 증기를 발생시키고, 증기는 터빈을 돌려 전기를 생산합니다.

마이크로 원자로의 방사능 위험성은 기존 원자력 발전소와 유사합니다. 방사성 물질이 누출될 경우 인체에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 마이크로 원자로의 안전성을 확보하기 위해서는 철저한 설계와 안전 장치가 필요합니다.