SMART-P
1. 개요
SMART-P는 대한민국 제2원자력연구원에 설치될 예정인 열출력 65MWt의 스마트 원자로를 지칭한다. 원자력 잠수함의 종류, 대한민국의 원자력 잠수함 개발, 미국의 초소형 원자로 개발 등의 내용과 함께 SMART-P의 연표를 통해 개발 과정을 확인할 수 있다.
-
경수로 -
비등수형 원자로
비등수형 원자로는 경수를 냉각재와 감속재로 사용하여 원자로 내에서 직접 증기를 발생시켜 터빈을 구동하는 원자로로, 높은 열효율과 단순한 구조를 가지지만 안전성 문제와 격납 용기 취약성에 대한 우려가 제기되고 있으며, 한국에서는 운영되고 있지 않지만 차세대 개발을 통한 재도입 가능성이 논의되고 있다. -
경수로 -
System 80
System 80은 1970년대부터 개발된 가압 경수로 원자로 설계로, 한국표준형원자로 개발의 기초가 되었으며 개량된 System 80+는 무기급 플루토늄 연소기로 평가받았고, 한국의 차세대 원자로 개발에 영향을 미쳐 OPR-1000, APR-1400 개발에 반영되었고 AP1000에도 설계 기능을 제공했다. -
대한민국의 원자력 -
한국전력기술
한국전력기술은 1975년에 설립된 발전소 설계 전문 회사이며, 한국원자력연구소와 미국의 번즈 앤 로우사의 합작으로 설립되어 한국전력의 자회사로 편입되었고, 원자력 및 화력 발전소 설계 분야를 주요 사업으로 한다. -
대한민국의 원자력 -
한국원자력의학원원자력병원
한국원자력의학원원자력병원은 1963년 개소한 방사선의학연구소로 시작하여 암을 포함한 다양한 질병의 진단, 치료, 연구를 수행하며 환자 중심의 통합적인 의료 서비스와 지역사회 병·의원과의 협력체계를 구축하여 암환자에게 최적의 의료서비스를 제공하기 위해 노력하는 기관이다.
2. 원자력 잠수함의 종류
원자력 잠수함은 임무와 탑재 무기에 따라 크게 두 가지 종류로 나뉜다. 바로 SSN(공격원잠)과 SSBN(전략원잠)이다. 각 잠수함의 구체적인 특징과 운용 방식은 하위 문단에서 자세히 설명한다.
2.1. 공격원잠 (SSN)
세계 최초의 핵잠수함인 USS 노틸러스 (SSN-571) 이래 수십 년 동안 미국의 SSN(공격원잠)은 주로 수중배수량 4천 톤 내외, 열출력 70 MWt의 가압경수로를 탑재하였다. 초기 미국의 주요 공격원잠은 다음과 같다.
| 잠수함 | 원자로 | 열출력 | 수중배수량 |
|---|---|---|---|
| USS 노틸러스 (SSN-571) | S2W 원자로 | 70 MWt | 4092ton |
| USS 시울프 (SSN-575) | S2W 원자로 | 70 MWt | 4150ton |
| 스킵잭급 잠수함 (6척) | S5W 원자로 | 70 MWt | 3600ton |
| 퍼밋급 잠수함 (14척) | S5W 원자로 | 70 MWt | 4369ton |
| 스터전급 잠수함 (37척) | S5W 원자로 | 70 MWt | 4714ton |
2.2. 전략원잠 (SSBN)
미국 해군은 세계 최초의 SSBN(전략원잠)인 조지 워싱턴급 잠수함부터 열출력 70MWt 가압경수로인 S5W 원자로 1개를 사용했다. 1959년 실전 배치된 조지 워싱턴급 잠수함을 시작으로 총 5개 등급, 41척의 SSBN에 S5W 원자로가 탑재되었다.
| 잠수함 종류 | 척수 |
|---|---|
| 조지 워싱턴급 잠수함 | 5척 |
| 이단 앨런급 잠수함 | 5척 |
| 라파예트급 잠수함 | 9척 |
| 제임스 매디슨급 잠수함 | 10척 |
| 벤저민 프랭클린급 잠수함 | 12척 |
| 합계 | 41척 |
이후 벤저민 프랭클린급 잠수함 다음 세대인 오하이오급 잠수함에서는 열출력 220MWt 가압경수로인 S8G 원자로로 변경되어 운용 중이다 (2016년 기준).
3.1. KSS-III 사업
KSS-III 사업과 관련하여, SMART-P의 열출력이 65MWt로 처음 사업계획보다 5분의 1 수준으로 줄어들고 크기 역시 7m 길이에 직경 3.5m로 축소되자, 원천기술 측면에서 잠수함용 원자로 개발과 관련돼 있다는 관측이 제기되었다. SMART-P는 소련의 원자력 잠수함 원자로 제작사에서 기술이전을 받아 국내 독자 개발한 원자로이다.
역사적으로 미국 해군은 59척의 SSN(공격원잠), 41척의 SSBN(전략원잠) 등 모두 100척의 핵잠수함에 열출력 70MWt 가압경수로 1개를 탑재했다.
세계 최초의 SSN(공격원잠)인 미국 USS 노틸러스 (SSN-571)는 열출력 70MWt 경수로 1개를 탑재했는데, 소련 최초의 SSN(공격원잠)인 노벰버급 잠수함은 열출력 70MWt 경수로 2개를 탑재했다.
세계 최초의 SSBN(전략원잠)인 미국 USS 조지 워싱턴 (SSBN-598)은 열출력 70MWt 경수로 1개를 탑재했는데, 소련 최초의 SSBN(전략원잠)인 호텔급 잠수함은 열출력 70MWt 경수로 2개를 탑재했다.
3.2. 제2원자력연구원
대한민국 정부는 기존 한국원자력연구원(KAERI)에 이어 제2원자력연구원 설립을 추진하고 있다. 이는 대전에 위치한 KAERI의 부지 면적 1388000m2보다 더 넓은 1983480m2 부지에 세워질 예정이며, 우선적으로 스마트 실증로 사업 부지로 활용되고 장차 파이로프로세싱 연구도 수행할 계획이다.[https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=105&oid=029&aid=0001996582]
제2원자력연구원 유치를 위해 여러 지방자치단체가 경쟁에 나섰다. 울산시가 유치에 매우 적극적인 자세를 보였으며, 다른 지역에서도 유치 노력이 있었다.
| 날짜 | 주체 | 내용 |
|---|---|---|
| 2010년 7월 21일 | 이광재 강원도지사 | 삼척시와 공조하여 제2원자력연구원 유치 추진 계획 발표 |
| 2010년 9월 15일 | 김관용 경상북도지사 | 이명박 대통령에게 울진, 경북 동해안 지역에 제2원자력연구원 및 스마트 원자로 설립 건의 |
| 2011년 | 정부 | 제2원자력연구원 및 스마트 원자로 사업 부지 선정을 위한 지자체 공모 계획 발표 |
| 2011년 | 정부 | 제2원자력연구원에 SMART-P(열출력 65 MWt) 설치 계획 발표 |
| 2016년 (예정) | 정부 | 제2원자력연구원에 스마트 실증로(열출력 65 MWt) 준공 예정 (계획 당시) |
4. 미국의 초소형 원자로 개발
미국의 하이페리온 파워 제네레이션사는 25MW 정도의 전력을 생산하는 욕조 크기의 초소형 원자로 HPM을 개발하고 있다. 이 원자로는 전지처럼 필요에 따라 연결하여 사용할 수 있는 점이 특징이다. 예를 들어, 마을의 인구가 증가하여 더 많은 전력이 필요해지면 원자로를 추가로 연결하는 방식으로 전력 수요를 해결할 수 있다. 10MW 전기출력의 도시바 4S 원자로가 중형차 크기인 데 비해, 하이페리온 HPM은 더 높은 출력을 내면서도 크기는 훨씬 작다. HPM은 70MWt의 열출력을 내며, 발전기에 연결하면 27MW의 전기를 생산할 수 있다. 이는 미국 평균 규모의 가정 또는 비슷한 규모의 산업체 약 2만 곳에 전기를 공급할 수 있는 규모이다. 초기 설계 계획에 따르면, 총 4,000대의 HPM이 전 세계 3곳의 공장을 통해 생산될 예정이다. HPM은 열출력 65메가와트인 SMART-P 보다 5메가와트 더 고출력이면서 욕조 크기로 매우 작다는 특징이 있다.
5. 연표
* 2010년 7월 21일 - 이광재 강원도지사는 도청 기자간담회에서 정부가 추진 중인 제2원자력연구원을 삼척시에 유치하기 위해 협력할 계획이라고 밝혔다.
* 2010년 9월 15일 - 김관용 경상북도지사는 "2010 지역발전주간" 행사에서 이명박 대통령에게 제2원자력연구원과 스마트 원자로를 경북 동해안 지역에 설립해 줄 것을 건의했다.
* 2011년 - 정부는 제2원자력연구원 및 스마트 원자로 사업을 지방자치단체 대상으로 공모할 예정이었다. 제2원자력연구원에는 SMART-P(열출력 65 MWt)가 설치될 계획이었다.
* 2016년 - 제2원자력연구원에 스마트 실증로(열출력 65 MWt)가 준공될 예정이었다.
* 2017년 - 스마트 원자로(열출력 330 MWt) 1호기가 준공될 예정이었다.
* 2018년 - KSS-III 잠수함 1번함이 진수될 예정이었다.