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작성일 : 11-07-07 15:32
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'하이브리드' 新원자력 발전, 한국이 선점하자
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 조회 : 5,143
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[기고] '하이브리드' 新원자력 발전, 한국이 선점하자
입력 : 2011.07.07 01:16 / 조선일보
글쓴이: 김영길 한동대 총장
지난 3월 11일, 규모 9.0의 강진으로 일어난 일본 후쿠시마 원자력발전소 사고로 원전(原電)의 안전성에 대해 전 세계의 염려가 커졌다. 이에 기존 원전 방식을 개량한 하이브리드(Hybrid) 원자력 에너지가 주목받고 있다. 기존의 원전은 핵분열로 에너지를 얻지만 하이브리드 원전은 핵분열에 핵융합을 결합한 형태다.
하이브리드 원전은 미국의 노벨 물리학상 수상자 한스 베테(Bethe) 박사가 1979년 우라늄 대신 매장량이 더 풍부하고 가격이 저렴한 토륨을 사용하는 방법으로 처음 제안하면서 시작됐다. 하지만 당시에는 하이브리드 원전의 핵심인 순수 수소를 융합하는 데 필요한 섭씨 약 100억도의 초고온을 달성할 방법이 없어서 이론에만 머물렀다. 그러나 수소의 동위원소인 중수소와 삼중수소를 사용하면 훨씬 낮은 약 섭씨 1억도 이상에서 핵융합이 가능하며, 최근 고온소재와 전자공학의 발달로 하이브리드 원전의 실현 가능성이 커졌다.
하이브리드 원전은 기존 원전이 가진 단점을 극복할 수 있는 최선의 대안이다. 기존 원전의 고준위 핵폐기물 처리는 매우 어렵고 예민한 주제이다. 하이브리드 원전은 핵폐기물을 다시 연료로 사용할 수 있어 고준위 폐기물을 걱정할 필요가 없다. 또한 하이브리드 원전은 비상사태로 원전 가동이 중단되면 핵융합 반응도 동시에 중단돼 대형사고가 발생하지 않는다는 장점이 있다. 이번 후쿠시마 원전 사태에서 보듯 기존 원전은 가동이 중단돼도 핵분열에 의한 잠열(潛熱)로 원자로 노심이 용융되는 심각한 사태를 일으킬 수 있다.
이런 점에서 외국도 하이브리드 원전을 예의주시하고 있다. 지난 3월 24일자 뉴욕타임스는 하이브리드 원전이 인류가 취할 수 있는 가장 친환경적이고 안전한 방식이라고 보도했다. 4월에 미국의 저명한 과학전문 매체 '피직스 투데이(Physics Today)'는 미국 에너지부가 차세대 청정에너지 원천으로 레이저 핵융합을 기반으로 하는 하이브리드 방식을 재검토하고 있다고 전했다.
선진국들도 최근에야 본격적으로 안전한 하이브리드 원자력 발전 개발을 시작하고 있다. 미국·일본·중국·유럽연합 국가들은 핵융합 반응 기술은 확보하고 있지만 핵융합발전소를 상용화하기 위한 중요기술인 고에너지·고반복률을 충족시키는 레이저 발진 및 레이저 매체의 냉각기술은 확보하지 못하고 있다.
다행히 한국은 레이저 핵융합에 필수적인 강력 레이저 빔 결합을 이용한 고반복률·고에너지 발생 기술을 실험실 규모에서 증명해 확보하고 있다. 우리가 하이브리드 원전을 주도할 정지 작업은 완료된 것이다.
현재 지구촌은 에너지 분야에서 진퇴양난(進退兩難)에 빠졌다. 기존 원전이 세계 경제를 이끌 유력한 후보였지만 후쿠시마 사태로 세계 각국이 원전 건설에 선뜻 나서지 못하고 있다. 그렇다고 풍력·태양광 같은 신재생 에너지는 자연 상황에 너무 의존적이어서 전기 공급이 불안정적이기 때문에 에너지 분야의 주류가 될 수 없다. 이런 시점에서 레이저 원천기술과 원전 기술을 바탕으로 레이저 핵융합에 기반을 둔 하이브리드 원전을 우리나라가 개발한다면, 이는 2030년까지 전체 전력의 약 60%를 원자력으로 생산하려는 한국만의 축배가 아니라 지구촌 전체의 에너지난을 해소할 단비가 될 것이다. 하이브리드 원전은 우리 민족이 세계 문명을 끌어올릴 절호의 기회이다.
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