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원자력 쇄빙선

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1. 개요

원자력 쇄빙선은 원자력 에너지로 추진되는 쇄빙선으로, 1957년 소련에서 세계 최초의 원자력 쇄빙선인 레닌 호가 건조되었다. 소련은 북극해 항로 확보와 시베리아 개발을 위해 원자력 쇄빙선 건조를 지속했으며, 현재는 러시아가 원자력 쇄빙선 함대를 운영하고 있다. 원자력 쇄빙선은 상업적 쇄빙, 과학 탐사, 북극 관광 등 다양한 목적으로 활용된다. 대한민국은 원자력 쇄빙선 개발을 추진 중이다.

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  • 쇄빙선 - 레닌 쇄빙선
    레닌 쇄빙선은 소련 최초의 원자력 쇄빙선으로, 북극해 항로 확보에 기여했으며 원자로 교체와 연중 운항 역할 수행 후 현재는 박물관선으로 무르만스크에 전시되어 있다.
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    CCGS 험프리 길버트 경은 캐나다 해안 경비대에서 운용했던 쇄빙선으로, 뉴펀들랜드 래브라도 해안에서 활동하다 퇴역 후 민간에 매각되어 '폴라 프린스'로 개명되었고, 타이타닉 관광 잠수정 타이탄 사고 당시 모선으로 사용되어 조사를 받았다.
원자력 쇄빙선
기본 정보
쇄빙선 종류
쇄빙선의 종류를 나타낸 그림. 쇄빙선은 해빙압쇄형과 쇄빙형으로 나뉜다.
유형쇄빙선
추진원자력
상세 정보
기능두꺼운 얼음을 깨고 항로를 확보
활용북극 항로 운항 지원
북극 지역 자원 개발 지원
과학 연구 활동 지원
특징강력한 쇄빙 능력
장기간 운항 가능
높은 건조 및 유지 비용
역사
개발 배경냉전 시기 소련의 북극 지역 진출 확대
최초 건조레닌 (1957년)
주요 개발국러시아
미국 (계획)
기술적 특징
동력원원자로
쇄빙 방식선체 강화 및 쇄빙 장치
주요 장비항해 장비
통신 장비
쇄빙 장비
장점과 단점
장점높은 쇄빙 능력
장기간 자율 운항 가능
환경 오염 감소 (재래식 쇄빙선 대비)
단점높은 건조 비용
원자력 안전 문제
유지 보수 어려움
활용 사례
북극 항로 개척북극해 항로 운항 지원
북극 자원 개발북극 지역 천연 가스, 석유 등 자원 개발 지원
과학 연구북극 지역 과학 연구 활동 지원
미래 전망
북극 개발 확대북극 항로 활성화 및 자원 개발 증가
기술 발전원자력 기술 발전 및 쇄빙 능력 향상
환경 문제원자력 안전 및 환경 오염 문제 해결 필요

2. 역사

1957년, 소비에트 연방(소련)은 세계 최초의 원자력 쇄빙선이자 민간 원자력선인 레닌호를 건조했다.[2]

원자력 쇄빙선 "레닌"
레닌호는 1959년부터 1989년까지 북극해 항로에서 쇄빙 작업을 수행했다.[3] 소련은 북극해에 면한 긴 해안선을 가지고 있었고, 겨울철 해빙으로 막히는 시베리아 개발을 위해 원자력 쇄빙선이 필수적이었다. 이후 소련은 북극해 항로 확보를 위해 원자력 쇄빙선 건조를 계속했다.

소련의 붕괴 이후에도 경제 침체와 채산성 문제에도 불구하고 러시아는 원자력 쇄빙선 운항을 계속하고 있으며, 대체 선박 건조도 시작했다.

1980년대 후반, 중앙 설계국 "아이스버그"는 ''아르크티카급 쇄빙선'' 및 ''타이미르''급을 대체할 쇄빙선 설계를 시작했다. 이 프로그램은 소형 디젤 추진 보조 쇄빙선부터 60메가와트 "라인 쇄빙선"(LK-60Ya) 및 110메가와트 "쇄빙선-리더"(LK-110Ya)의 두 가지 원자력 쇄빙선 유형에 이르기까지 다양한 쇄빙선 설계를 요구했다.[5]

프로젝트 22220 쇄빙선 "우랄" 건조 중


LK-60Ya는 프로젝트 22220으로 구현되었으며, 2020년에 취역했다. 프로젝트 10510으로 구현된 첫 번째 LK-110Ya형 쇄빙선은 2021년에 건조를 시작하여 완성되면 세계에서 가장 큰 원자력 쇄빙선이 될 것이다.[7]

러시아 원자력 쇄빙선 야말호


역사적으로 러시아가 원자력 쇄빙선을 건조하고 운항한 유일한 국가였지만, 다른 여러 국가에서도 이에 대한 관심을 표명했다. 2018년 9월 10일, 상하이에서 중국 최초의 원자력 쇄빙선 쉐룽 2호 진수식이 열렸다.[8] 1980년대 초반 캐나다 해안 경비대에서 원자력 쇄빙선을 배치할 계획이 있었지만, 실현되지 않았다.[22]

2. 1. 대한민국

대한민국 정부는 2019년 4월부터 2022년 말까지 '원자력 융복합 핵심기술 개발' 사업을 추진하며, 2019년에 27.6억을 투입했다. 한국원자력연구원은 10년 정도면 러시아와 같은 원자력 쇄빙선 건조가 가능하다고 보고 있으며, SMART-P 원자로를 사용할 계획이다.[24]

3. 활용



원자력 기관은 높은 출력을 장시간 발휘할 수 있어 쇄빙선에 이상적인 동력이다. 1957년 소비에트 연방(소련)에서 세계 최초의 원자력 쇄빙선 레닌이 건조된 이후, 북극해 항로 확보를 위해 소련 및 러시아 연방에서 원자력 쇄빙선과 쇄빙 화물선을 운항해왔다.[21]

캐나다 해안 경비대에서 원자력 쇄빙선 배치 계획이 있었으나 실현되지 않았고[22], 그 외에는 원자력 기관을 사용하는 쇄빙선 계획은 없었다.

원자력 쇄빙선은 상업적 쇄빙, 과학 탐사, 북극 관광 등에 활용된다.

3. 1. 상업적 쇄빙

겨울이 되면 북극해 항로는 두께 1.2m에서 2m의 얼음으로 덮인다.

북극 항로(Northern Sea Route)는 무르만스크에서 페트로파블로프스크와 블라디보스토크에 이르는 시베리아 해안을 따라 운행된다. 이 항로는 바렌츠해, 페초라해, 카라해, 랍테프해, 동시베리아해를 거쳐 베링 해협까지 이어진다. 이 항로는 천연 가스 생산 모듈이나 군용 차량과 같은 중장비를 시베리아 해안과 러시아 북극 섬의 지역 사회에 배송하는 유일한 수단이다. 시베리아 해안을 따라 운행되는 주요 항구로는 딕슨, 틱시, 페벡, 야말반도가 있다.

겨울 동안 북극 항로의 얼음 두께는 1.2m에서 2m이다. 북극해 중앙 부분의 얼음 두께는 평균 2.5m이다. 원자력 쇄빙선은 시속 최대 3knots의 속도로 이 얼음을 통과할 수 있다. 얼음이 없는 해역에서 원자력 쇄빙선의 최대 속도는 22knots에 달한다.

북극 항로를 따라 두 종류의 원자력 쇄빙선이 사용된다. 대형 ''아르크티카급 쇄빙선''과 얕은 흘수선 ''타이미르급 쇄빙선''이다. 흘수선이 11m인 ''아르크티카''급 선박은 여러 주요 시베리아 항구로 이어지는 얕은 강 삼각주를 항해할 수 없다. 소형 ''타이미르''급은 이러한 지역, 특히 예니세이강에서 딕슨까지의 쇄빙 서비스를 제공한다.

1975년에 건조된 쇄빙선, 2006년 크루즈 동안 북극점에 도달한 최초의 수상함

3. 2. 과학 탐사

1977년 8월 17일, А́рктика|아르크티카ru북극점에 도달한 세계 최초의 수상 선박이었다.[1]

3. 3. 북극 관광

1989년부터 아르크티카급 쇄빙선이 관광객을 북극으로 수송하는 데에도 사용되었다. 각 참가자는 3주간의 크루즈에 최대 25000USD를 지불한다.[10] 시비르는 1989년과 1990년에 처음 두 번의 관광 크루즈에 사용되었다. 1991년과 1992년에는 소베츠키 소유즈가 북극 관광 여행을 수행했다. 1993년 여름 동안 야말은 북극에서 세 차례의 관광 원정에 사용되었다. 아르크티카급 쇄빙선의 마지막 두 척의 선박(야말과 50 렛 포베디)에는 관광객을 위한 별도의 숙박 시설이 있다.

''야말'', 2001년 8월


Quark Expeditions는 2008년에 북극 원정을 위해 50 렛 포베디를 전세 냈다. 이 선박의 처녀 항해는 2008년 6월 24일 무르만스크에서 시작되었다. 이 배는 5개의 객실 등급으로 64개의 객실에 128명의 손님을 태웠다. 50 렛 포베디는 2008년에 극지방 모험 회사에 총 3번의 북극 원정을 완료했다. 2013년 2월 현재, Quark Expeditions는 회사 함대에 50 렛 포베디를 등재하고[10] 북극 크루즈를 제공하고 있었다.[11]

4. 원자력 쇄빙선 종류



프로젝트 22220 ''아르크티카''급의 선도선, 아르크티카


얕은 흘수 쇄빙선 ''바이카치''


최초의 원자력 쇄빙선은 1957년에 진수된 소련의 "레닌"이다. "레닌"은 세계 최초의 원자력 추진 수상 선박이자 최초의 민간 운영 원자력 선박이었다.[2] 1959년 북극해 항로에서 쇄빙 서비스를 시작하여 1989년까지 운항했으며, 1967년부터 1971년까지 개조되었다.[3][4]

2세대 원자력 쇄빙선인 아르크티카급 쇄빙선은 개선된 원자로 설계와 터보 전기 추진 장치를 통해 쇄빙 성능을 크게 향상시켰다. 시베리아 해안을 따라 천연가스 탐사가 증가하면서, 기존의 ''아르크티카''급이 얕은 해안 삼각주에서 운항하기 어렵다는 점이 발견되었다. 이러한 역량 격차를 메우기 위해 핀란드에서 약간 더 작은 얕은 흘수 쇄빙선 2척을 주문하고, 레닌그라드(현재 상트페테르부르크)의 발틱 조선소에 원자력 발전소를 설치했다.

1980년대 후반, 중앙 설계국 "아이스버그"는 ''아르크티카''급 및 ''타이미르''급을 대체할 쇄빙선 설계를 시작했다. 이 프로그램은 소형 디젤 추진 보조 쇄빙선부터 60메가와트 "라인 쇄빙선"(LK-60Ya) 및 110메가와트 "쇄빙선-리더"(LK-110Ya)의 두 가지 원자력 쇄빙선 유형에 이르기까지 다양한 쇄빙선 설계를 요구했다.[5]

LK-60Ya는 프로젝트 22220으로 구현되었으며, 2013년에 기공되어 2020년에 취역했다. 이전의 ''아르크티카''급과 크기 및 추진력이 유사하지만, 프로젝트 22220은 2m 더 얕은 흘수에서 운항할 수 있는 이중 흘수 선박으로, ''아르크티카''급 및 ''타이미르''급의 역할을 모두 수행할 수 있다.[6] 첫 번째 LK-110Ya형 쇄빙선은 프로젝트 10510으로 구현되었으며, 2021년에 기공되었다. 완성되면 선도선 "로시야"는 세계에서 가장 큰 원자력 쇄빙선이 될 것이다.[7]

역사적으로 러시아가 원자력 쇄빙선을 건조하고 운항한 유일한 국가였지만, 2019년 중국은 러시아의 프로젝트 22220과 유사한 원자력 쇄빙선을 건조할 계획을 발표했다.[8] 그러나 2023년 현재까지 건설은 시작되지 않았다.[9]

함명취역 연도배수량(톤)길이(m)비고
레닌1957년16,000134실험용 쇄빙선, 1989년 퇴역 후 무르만스크에서 박물관선으로 개조[14][15]
아르크티카1977년~2007년24,000148중형 쇄빙선, 초기 6척 중 2척 현역[16][18]
타이미르1987년~1989년20,800152얕은 흘수 쇄빙선 2척
프로젝트 2222033,000173중형 쇄빙선, 2023년 6월 현재 3척 완성, 4척 추가 계획
프로젝트 1051069,700209중형 쇄빙선, 2023년 6월 현재 선체 1척 건조 중


4. 1. 러시아의 원자력 쇄빙선 함대

러시아의 원자력 쇄빙선 함대는 연방 정부가 소유하고 있으며, 로사톰의 자회사 아톰플로트가 관리·운항하고 있다.[12] 로사톰은 또한 북극해 항로를 따라 선박의 안전한 항해를 책임지고 있다.[13]

원자력 기관은 높은 출력을 장시간에 걸쳐 발휘한다는 점에서 쇄빙선에 이상적인 동력이다. 소비에트 연방(소련)은 북극해에 면한 긴 해안선을 가지고 있었고, 겨울철 해빙으로 막히는 시베리아 개발을 위해 쇄빙선이 필수적이었다.

세계에서 건조된 원자력 쇄빙선 8척과 건조 중인 3척, 원자력 쇄빙 화물선 1척은 모두 소련 및 러시아 연방에 의해 건조, 운항되었다.[21] 소련·러시아 외에는 캐나다 해안 경비대에서 배수량 4만 2,000t, 길이 208m, 출력 15만 마력의 원자력 쇄빙선을 배치할 계획이 1980년대 초반에 세워진 적이 있지만, 이는 실현되지 않았다.[22]

4. 1. 1. 쇄빙선

소비에트 연방(소련)은 북극해에 면한 긴 해안선을 가지고 있었고, 겨울철 해빙으로 막히는 시베리아 개발을 위해 쇄빙선이 필수적이었다. 특히 원자력 기관은 높은 출력을 장시간 발휘할 수 있어 쇄빙선에 이상적인 동력이었다. 이러한 배경에서 소련은 1957년 세계 최초의 원자력 쇄빙선 레닌을 건조했다.[2] 그 후에도 북극해 항로 확보를 위해 원자력 쇄빙선 건조를 계속하였다. 소련의 붕괴 이후 경제 침체와 민간 원자력선의 채산성 문제에도 불구하고, 러시아는 현재도 원자력 쇄빙선을 운항하고 있으며 대체 선박 건조도 시작했다.

  • 레닌: 1957년에 취역한 세계 최초의 원자력 쇄빙선이다.[2] 1989년에 퇴역하여 무르만스크에서 박물관선으로 공개되고 있다.
  • 아르크티카급 쇄빙선: 1번함 "아르크티카"는 1977년 수상 선박으로는 처음으로 북극점에 도달했다. 6척이 건조되어 2척이 운용 중이다.
  • 타이미르, 바이카치: 얕은 해역 운항을 위한 원자력 쇄빙선으로, 2척 모두 운용 중이다.
  • 세브모르푸치: 1988년에 취역한 세계 최초의 상업용 원자력 쇄빙 화물선이다. 2016년 이후 지속적으로 운항되고 있다.
  • LK-60Ya급 원자력 쇄빙선: 아르크티카급 쇄빙선을 대체하기 위해 3척이 건조 중이다.


현재 건조되었거나 건조 중인 모든 원자력 쇄빙선과 원자력 쇄빙 화물선은 소련 및 러시아 연방이 건조 및 운항하였다.[21] 1980년대 초반 캐나다 해안 경비대에서 원자력 쇄빙선 배치 계획을 세웠지만 실현되지 않았다.[22]

4. 1. 2. 내빙 화물선

세브모르푸티는 1988년에 취역한 세계 최초의 상업용 원자력 쇄빙 화물선(래시선 겸 컨테이너선)이다. 61,900톤, 길이 260미터의 쇄빙 능력을 갖추고 있으며, 1기의 KLT-40(135MWt) 원자로와 증기 터빈 구동 가변 피치 프로펠러로 구동된다.[17] 다른 쇄빙선은 전기 추진 선박이지만, 세브모르푸티만 증기 터빈 추진 선박이다. 예산 부족과 채산성 악화로 인해 여러 차례 계류되었지만, 2016년 이후에는 지속적으로 운항되고 있다.

5. 원자력 쇄빙선 목록

선박명운항 시작상태프로젝트 번호종류비고
레닌1959–1989퇴역92무르만스크에서 박물관선으로 개조
아르크티카1975–2008퇴역10520아르크티카원자로 제거; 해체 대기[18]
시비르1977–1992퇴역10520아르크티카원자로 제거; 해체 대기[18]
로시야1985–2013퇴역10521아르크티카해체 대기[18]
타이미르1989–현재운항 중10580타이미르
소베츠키 소유즈1990–2014퇴역10521아르크티카해체 대기[18]
바이카치1990–현재운항 중10580타이미르
야말1993–현재운항 중10521아르크티카
50 렛 포베디2007–현재운항 중10521아르크티카우랄로 진수
아르크티카2020–현재운항 중22220프로젝트 22220
시비르2021–현재운항 중22220프로젝트 22220
우랄2022–현재운항 중22220프로젝트 22220
야쿠티야2024 (예정)건조 중22220프로젝트 22220
추코트카2026 (예정)건조 중22220프로젝트 22220
레닌그라드2028 (예정)건조 중22220프로젝트 22220
스탈린그라드2030 (예정)발주22220프로젝트 22220
로시야2030 (예정)[20]건조 중10510프로젝트 10510



모두 러시아 국영 기업 로스아톰의 자회사 아톰플로트가 관리·운항하고 있다.

참조

[1] 뉴스 Cold Ambition: The New Geopolitical Faultline https://calrev.org/2[...] 2019-07-18
[2] 간행물 Soviet Life Soviet Life 1969-02
[3] 서적 Ships of the World Houghton-Mifflin 1997
[4] 웹사이트 Три жизни «Ленина»: история первого в мире атомного ледокола https://strana-rosat[...] 2021-03-22
[5] 논문 New generation Arktika class nuclear icebreaker feasibility study 1994
[6] 뉴스 Испытание Дудинкой. «Сибирь» поборола лишний вес null Fontanka.ru 2022-02-02
[7] 뉴스 Russia Signs Contract to Build World's Largest Nuclear-Powered Icebreaker null Naval News 2020-05-04
[8] 웹사이트 Details of China's nuclear-powered icebreaker revealed https://thebarentsob[...] 2019-03-21
[9] 웹사이트 Checking Back in on China's Nuclear Icebreaker https://thediplomat.[...] 2023-02-13
[10] 웹사이트 50 Years of Victory – the largest nuclear-powered icebreaker in the world http://www.quarkexpe[...] Quark Expeditions 2013-07-26
[11] 웹사이트 North Pole Cruise: The Ultimate Arctic Adventure, 2013 http://www.quarkexpe[...] Quark Expeditions 2013-07-26
[12] 뉴스 Cold Ambition: The New Geopolitical Faultline null 2019-07-18
[13] 뉴스 Путин назначил «Росатом» инфраструктурным оператором Северного морского пути = Rosatom as the infrastructure operator of the Northern Sea Route null Коммерсантъ 2018-12-28
[14] 간행물 Soviet Li Soviet Life 1969-02
[15] 웹사이트 Lenin (Ship) null Britannica 2020-05-28
[16] 논문 Perspective types of Arctic icebreakers and their principal characteristics 1995
[17] 보고서 Russian Nuclear Power Plants for Marine Applications null Nordic Nuclear Safety Research (nks.org) 2006-04
[18] 웹사이트 Crowded at Russia's port for Arctic nuclear vessels https://thebarentsob[...] 2017-11-22
[19] 웹사이트 Реакторная установка для атомохода Лидер. Какой она будет? null
[20] 웹사이트 Срок выпуска атомного ледокола «Россия» сдвинули на 2030 год https://www.kommersa[...] 2024-05-20
[21] 웹사이트 ロシアにおける原子力船の開発 https://atomica.jaea[...] 原子力百科事典ATOMICA
[22] 서적 世界の砕氷船 成山堂書店 2010
[23] 서적 氷海工学第5章砕氷船 https://web.archive.[...] 成山堂書店出版
[24] 뉴스 핵추진 쇄빙선, 해상 원전 기술…탈원전 정부도 나선다 중앙일보 2019-02-08



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