[매일경제] 중국, 세계 첫 토륨 원자로 추진 컨테이너선 만든다 (2025-11-06)
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- 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 공개한 토륨 원자로 탑재 컨테이너선 조감도. <사우스차이나모닝포스트>
냉각수 불필요·구조 단순
건조비·운영비 훨씬 비싸
중국이 세계 최초로 토륨 용융염 원자로(TMSR)를 탑재한 대형 컨테이너선을 공개했다. 5일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 상하이 장난조선그룹이 개발 중인 이 선박이 표준 컨테이너 1만4000개를 운반할 수 있으며 미국 해군의 씨울프급 핵잠수함에 사용되는 원자로와 같은 수준의 출력(200MW)을 낸다고 보도했다. 기존의 우라늄 원자로와 달리 냉각수가 필요 없고 구조가 단순해 훨씬 작고 조용하며 폭발 위험도 낮은 것이 특징이다.
이 원자로는 경제적이고 비교적 안전한 토륨을 연료로 사용한다. 토륨은 우라늄보다 매장량이 풍부하고 가격이 안정적이다. 중국은 내몽골 지역에 세계 최대 규모의 토륨 매장지를 보유하고 있으며, 이 지역의 광미(광석 찌꺼기)만으로도 1000년 이상 전국 전력 수요를 충당할 수 있다는 분석이 있다. 후커이 장난조선 수석엔지니어는 “토륨 원자로는 용융염을 냉각재로 사용해 고압 구조가 필요 없고 온도가 높아질수록 반응이 자연스럽게 줄어드는 음의 온도 계수를 갖고 있어 폭주 위험이 없다”고 설명했다.
이 원자로는 브레이튼 사이클 기반의 초임계 이산화탄소 발전 시스템을 사용한다. 기존 증기 터빈보다 효율이 높아 열을 전기로 바꾸는 효율이 45~50%에 달한다. 이를 통해 약 50MW의 전력을 생산하며, 선박은 수년 동안 연료 보급 없이 항해할 수 있다. 비상 상황에는 10MW급 디젤 발전기가 보조 전력을 공급한다. 후커이 수석엔지니어는 “냉각이 실패하더라도 용융염이 즉시 응고돼 방사능이 외부로 새지 않는다”며 “10년 수명의 밀폐형 모듈 구조로 설계돼 재장전 없이 교체만으로 운용할 수 있다”고 말했다.
SCMP는 “이 기술이 상용화되면 상업 해운의 에너지 구조를 근본적으로 바꿀 수 있다”고 평가했다. 다만 과제도 적지 않다. 후 수석엔지니어는 “건조비와 운영비가 재래식 선박보다 훨씬 높고, 원자력 사고에 대한 보험 보장이나 민간 자금 조달도 쉽지 않다”며 “경제성을 확보하려면 정부의 지원과 보증이 필요하다”고 지적했다. 그는 “핵연료 자체는 저렴하지만, 초기 투자비와 운영 복잡성을 장기적인 연료 절감 효과가 상쇄할 수 있을지가 관건”이라고 말했다.
※ 이 기사의 저작권은 「매일경제」에 있으며,
이를 무단으로 이용할 경우 「저작권법」 등에 따라 법적 책임을 질 수 있습니다.
건조비·운영비 훨씬 비싸
중국이 세계 최초로 토륨 용융염 원자로(TMSR)를 탑재한 대형 컨테이너선을 공개했다. 5일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 상하이 장난조선그룹이 개발 중인 이 선박이 표준 컨테이너 1만4000개를 운반할 수 있으며 미국 해군의 씨울프급 핵잠수함에 사용되는 원자로와 같은 수준의 출력(200MW)을 낸다고 보도했다. 기존의 우라늄 원자로와 달리 냉각수가 필요 없고 구조가 단순해 훨씬 작고 조용하며 폭발 위험도 낮은 것이 특징이다.
이 원자로는 경제적이고 비교적 안전한 토륨을 연료로 사용한다. 토륨은 우라늄보다 매장량이 풍부하고 가격이 안정적이다. 중국은 내몽골 지역에 세계 최대 규모의 토륨 매장지를 보유하고 있으며, 이 지역의 광미(광석 찌꺼기)만으로도 1000년 이상 전국 전력 수요를 충당할 수 있다는 분석이 있다. 후커이 장난조선 수석엔지니어는 “토륨 원자로는 용융염을 냉각재로 사용해 고압 구조가 필요 없고 온도가 높아질수록 반응이 자연스럽게 줄어드는 음의 온도 계수를 갖고 있어 폭주 위험이 없다”고 설명했다.
이 원자로는 브레이튼 사이클 기반의 초임계 이산화탄소 발전 시스템을 사용한다. 기존 증기 터빈보다 효율이 높아 열을 전기로 바꾸는 효율이 45~50%에 달한다. 이를 통해 약 50MW의 전력을 생산하며, 선박은 수년 동안 연료 보급 없이 항해할 수 있다. 비상 상황에는 10MW급 디젤 발전기가 보조 전력을 공급한다. 후커이 수석엔지니어는 “냉각이 실패하더라도 용융염이 즉시 응고돼 방사능이 외부로 새지 않는다”며 “10년 수명의 밀폐형 모듈 구조로 설계돼 재장전 없이 교체만으로 운용할 수 있다”고 말했다.
SCMP는 “이 기술이 상용화되면 상업 해운의 에너지 구조를 근본적으로 바꿀 수 있다”고 평가했다. 다만 과제도 적지 않다. 후 수석엔지니어는 “건조비와 운영비가 재래식 선박보다 훨씬 높고, 원자력 사고에 대한 보험 보장이나 민간 자금 조달도 쉽지 않다”며 “경제성을 확보하려면 정부의 지원과 보증이 필요하다”고 지적했다. 그는 “핵연료 자체는 저렴하지만, 초기 투자비와 운영 복잡성을 장기적인 연료 절감 효과가 상쇄할 수 있을지가 관건”이라고 말했다.
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