대한민국의 소듐냉각고속로(SFR) 및 소형 일체형 원자로(SMART) 개발 현황과 국제 협력 및 원자력 기술 발전의 역사 doc_id PCY_201510300530066781_30

우리나라는 선진국보다 늦은 1980년대에 소규모로 소듐냉각 고속로에 대한 기초기술 연구를 수행해오다가 1997년부터 원자력연구개발 중장기계획사업을 통해 본격적으로 연구개발에 착수하여, 2001년에는 소형 소듐냉각 고속로인 칼리머(KALIMER-150) 설계개념을 완성하였다. 칼리머원자로는 국내 최초의 소듐냉각 고속로 개념설계이며 미국의 PRISM 원자로에서 출발한 개념이다. 2002년부터 2006년까지는 중형 소듐냉각 고속로인 KALIMER-600 개념 설계를 완성하였는데, 이는 우리 기술력을 바탕으로 한 독창적 개념의 원자로이다. 비록 선진국보다 뒤늦게 소듐냉각 고속로개발이 시작되었고, 선진국과는 달리 소듐냉각 고속로 건설경험은 없지만 국내 고속로 설계능력은 상당한 수준으로 평가받고 있다. KALIMER-600은 2002년에 미국과 일본의 소듐냉각 고속로 개념과 함께 제4세대 소듐냉각 고속로 국제공동연구의 참조개념으로 선정된 바 있다. 2011년 11월 21일 제1차 원자력진흥위원회에서 수정된 추진계획에 따라 2028년 제4세대 소듐냉각고속로 원형로 건설을 목표로 100MWe급 원형로개념설계를 수행 중에 있으며, 2011년 12월 잔열제거계통 열교환기 성능검증 및 기계식 소듐 펌프의 성능시험 등 개별효과실험을 수행할 수 있는 소듐열유체 종합효과 시험시설 STELLA-1(Sodium Integral Effect Test Loop for Safety Simulation and Assessment)를 구축하고 시운전을 완료하였다. 2012년 5월에는 보다 효과적인 사업 추진을 위해 성과중심의 개방형 사업수행방식을 채택하여 "소듐냉각고속로개발사업단"이 출범하였고, 적기 인허가 심사를 위해 2013년 11월 원자력안전위원회 산하에 'SFR 규제 기준 검토 위원회'가 구성되었다. 사업단에서는 연구개발 효율성 제고를 위해 고속로 설계 및 운전 경험이 풍부한 미국 아르곤 국립연구소(Argonne National Laboratory : ANL)와의 협력을 강화하고 있다. 전 세계 발전소는 96.5%가 300MWe 이하인 중소형규모의 발전소이며, 중소형규모 발전소의 대부분은 화석연료를 사용하는 화력발전소이다. 최근 화석연료 가격의 지속적인 급등과 기후변화협약에 대응하기 위하여 많은 국가들이 원자력발전에 관심을 보이고 있다. 이와 더불어 원자력에너지 활용의 다변화에 대한 관심이 증가하여 열병합 발전, 해수담수화 열원 공급, 선박동력원 등에 사용할 수 있는 중소형규모의 원자로시장 형성에 대한 긍정적 전망이 이어지고 있으며, 국제적인 개발경쟁도 점차 치열해지고 있다. 우리나라는 1997년부터 소규모 전력 생산과 함께 해수담수화를 위한 에너지를 공급할 수 있는, 안전성이 향상된 소형 일체형 원자로인 SMART(System-integrated Modular Advanced ReacTor)의 설계 및 개발을 추진해왔다. 소형원전인 SMART의 개발 및 수출은 고부가가치 기술인 원자력 기술의 수출산업화를 달성하여 원자력 기술 선진국으로 진입할 수 있는 길을 터줄 뿐만 아니라 준 자립 에너지원인 원자력 기술의 활용 증대를 통해 신성장동력을 창출함으로써 국가경쟁력을 높일 수 있다. 후쿠시마 원전사고 이후의 안전성 강화에 대한 글로벌 요구 및 최근 미국 소형모듈형원자로 개발 추세를 고려할 때, 모든 설계기준사고에 대해 원자로의 안전성을 유지할 수 있는 피동안전계통의 개발을 통한 SMART의 경쟁력 확보가 시급히 요구되고 있다. 따라서 모든 설계기준사고에 대해 외부 전원 차단 및 운전원 대피시에도 자체적으로 원자로의 안전성을 유지할 수 있는 피동안전계통 개념을 개발하여 SMART에 도입함으로써 SMART의 안전성을 향상하고 또한 후쿠시마 Action Plan으로 도출된 항목의 SMART 설계에 접목 및 동시공학적 시뮬레이터의 개발 등을 위한 'SMART 건설 관련 안전성향상 연구가 필요하다. 2012년 3월부터 'SMART 건설관련 안전성 향상연구'를 착수하였다. 안전성 향상연구는 원자로계통설계 및 열수력 전문 인력 및 경험을 활용하여 노심연구, 유체계통연구, 기계구조연구, MMIS 연구, 안전해석연구 및 피동안전계통 검증 시험 등 6개 분야 세부과제로 수행하고 있다. 우리나라 대표단의 한국원자력연구원 지성균 박사는 발표를 통해 한국의 중소형 원자로 SMART의 개발현황 및 특징 등을 발표하였다. 특히 지성균 박사는 SMART가 2012년 표준설계인가를 마쳤으며 기존의 원전 대비 안전성이 탁월하게 향상되었음을 피력하였으며 SMART는 가까운 미래에 건설을 시작할 수 있는 실체가 있는 원자로라는 것을 강조하였다. 또한 한국원자력연구원 민병일 박사는 한국의 비상대응체제를 소개하고 LADAS 코드 개발 등 환경감시분야의 연구 성과를 설명함과 동시에 아시아 지역 국가들과 협력 가능한 연구분야를 제안하였다. 차기 회의는 베트남에서 개최하기로 잠정 결정하였으나 연말 SOM회의에서 공식 결정하기로 하였으며 금번 회의에서 중소형원자로(SMR)에 대한 소개가 진행되어 한국의 SMART를 소개하는 기회가 되었다. 또한 차기회의에서 중소형원자로의 경제성 등 구체적인 주제를 논의하기로 결정됨에 따라 FNCA 회원국들에게 SMART를 홍보 할 수 있는 기회로 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 지난 2013년 12월 19일 일본 동경에서 제14차 FNCA 장관급회의가 개최되었다. 동 회의는 개최국인 일본 이치타 야마모토 과학기술정책장관을 포함한 FNCA 12개 회원국의 각료 및 대표단 등 80여명이 참석하였으며 수석대표기조연설을 통한 원자력 정책 현황 발표, FNCA 활동 현황 보고, 후쿠시마원전 현황 보고, 사업성과 최종 수요자들과의 관계 형성, 핵안보 문화 증진 및 결의안 채택 등으로 진행되었다. 우리나라는 미래창조과학부 문해주 우주원자력정책관을 수석대표로 하여 미래창조과학부, 한국원자력연구원, 한국원자력협력재단, 한국원자력통제기술원 등 총 7명의 대표단이 참석하였다. 우리측 수석대표인 문해주 국장은 기조연설을 통해 한국은 지속적으로 원자력 발전을 확대해 왔으며 GIF 및 INPRO 등 국제공동연구를 통해 안전성이 강화된 미래원자력 시스템 연구개발에 적극적으로 참여하고 있음을 알였으며 후쿠시마 원전 사고 이후, 원자력 안전 및 안보 강화를 위해 노력하고 있으며, 총 60개의 장단기 개선사항 도출하고 2013 IAEA 핵안보 국제 회의 참여 등 활발한 활동을 수행했음을 설명하였다. 우리나라는 1956년 2월 3일 미국과 "원자력의 비군사적 사용에 관한 대한민국 정부와 미합중국 정부 간의 협력을 위한 협정"(Agreement for Cooperation between the Government of the Republic of Korea and the Government of United States of America Concerning Civil Uses of Atomic Energy, 이하 '1956년 협정'이라 함)을 처음으로 체결하였다. 한미원자력협력협정에 따라 원자력 이용개발을 위한 우선조치로서 1956년부터 미국으로 원자력 관련 훈련생을 파견하기 시작하였다. 1956년 협정은 연구용 원자로 도입을 계기로 1958년 3월 14일 1차로 개정되었다. 1차 개정을 통해 우리나라는 1958년 12월 미국의 제너럴 아토믹(General Atomics) 회사와 트리가 마크 II(TRIGA MARK II) 연구용 원자로(100kW)의 구매계약을 체결하였다. 1956년 협정은 1965년 7월 30일 2차로 개정되었다.