영킨 주지사는 소형 모듈형 원자로를 원합니다. 그게 정확히 뭐죠?

루이자 카운티에 있는 Dominion Energy의 North Anna 원자력 발전소. (네드 올리버/버지니아 머큐리)

두 달 동안 공화당 주지사 글렌 영킨(Glenn Youngkin)은 특히 향후 10년 내에 버지니아 남서부에서 소형 모듈형 원자로를 가동함으로써 버지니아가 핵 기술 사용의 선두주자가 되기를 원한다는 점을 분명히 했습니다.

그는 10월 초 모든 버지니아 주지사가 법에 따라 작성해야 하는 문서인 주 전체 에너지 계획을 공개하면서 새로운 초점을 처음으로 발표했습니다. 그런 다음 그는 에너지 혁신 노력을 위해 1,000만 달러의 기금을 제안함으로써 이에 의지했으며, 그 중 절반은 SMR 배치에 투자될 것입니다.

Youngkin의 에너지 계획을 비판하는 사람들은 이미 배치 및 확장 가능한 재생 에너지 기술에 비해 소형 모듈형 원자로가 초기 단계에 있다고 재빠르게 말했습니다.

원자력 발전은 수십 년 동안 진행되어 왔지만 SMR은 첨단 기술 형태로 떠오르고 있으며, 처음 3개는 10년 안에 국가의 다른 지역에 배치될 것으로 예상됩니다.

버지니아에는 수년 동안 두 개의 전통적인 원자력 발전소가 운영되어 왔지만, 더 작은 원자로는 작동 방식과 사용하는 연료가 독특합니다. 그러나 폐기물, 운영 요구 사항 및 비용과 같은 원자력 기술과 관련된 많은 우려 사항도 SMR에 수반됩니다.

미국 규제 유틸리티 위원 협회(National Association of Regulatory Utility Commissioners)가 의뢰한 8월 보고서에 따르면 SMR은 공장에서 제조한 다음 현장에 설치할 수 있다는 점에서 "플러그 앤 플레이" 형태의 원자력 발전으로 설계되었습니다.

현재 국내 대형 원자로는 대부분 300~1,000메가와트 이상을 생산하도록 건설된 반면, SMR은 기본 부하 용량에서 20~300메가와트 사이의 전력을 생산하도록 설계되었습니다. 또한 기존 원자로 모델 크기의 약 1%에 해당하는 1~20메가와트의 전력을 생성하는 마이크로 원자로도 있습니다.

영킨, 소형 모듈러 원자로 자금 지원 제안

원자로는 핵분열, 즉 원자가 서로 부딪히는 과정을 통해 열을 발생시킵니다. 이 공정은 우라늄 펠렛으로 채워진 막대의 연료 집합체를 사용하여 수행됩니다.

우라늄 원자는 쉽게 분리될 수 있습니다. 원자가 분열하면 방사성 동위원소가 생성됩니다. 우라늄은 전 세계 암석에서 흔히 발견되지만, 원자력 생산에 사용되는 특정 유형인 U-235는 드뭅니다.

열이 생성되면 끓는 물 원자로 또는 가압 경수로를 통해 주로 두 가지 방법으로 전기를 생성하기 위해 터빈을 돌리는 증기를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 전자에서는 물을 끓여서 증기를 생성합니다. 후자의 경우 고압에서 코어를 통과하는 물의 1차 루프에서 2차 저압 루프로 열을 교환하여 증기가 생성됩니다.

기존 원자로는 공정에 물을 사용하지만 SMR과 같은 고급 원자로는 용융염, 나트륨이나 납과 같은 액체 금속, 헬륨이나 이산화탄소와 같은 가스를 사용할 수 있습니다. 이러한 접근 방식을 통해 더 높은 온도에서 작동할 수 있으며 효율성이 높아지고 잠재적으로 방사성 폐기물이 줄어듭니다.

미국 에너지부 차관보 Alice Caponiti에 따르면 SMR은 전통적인 원자력보다 더 효율적일 뿐만 아니라 작업자가 필요하지 않은 특정 안전 기능을 제공하기 때문에 연방 정부의 승인을 받고 있습니다.

SMR은 한때 미국에서 채굴되었지만 현재는 주로 국제적으로 공급되는 광물인 농축된 형태의 우라늄을 사용하여 작동됩니다. NARUC에 따르면 2020년 미국 원자로에 대한 우라늄 구매의 4분의 1 이상이 캐나다와 카자흐스탄에서 왔으며, 러시아에서 19%, 호주에서 13%, 우즈베키스탄에서 9%가 추가로 구매되었습니다.

2011년 후쿠시마 원전 사고로 인해 많은 신규 원자로 프로젝트가 취소되어 전 세계적으로 우라늄 공급 과잉이 발생했습니다. 천연가스와 풍력과 같은 경쟁적인 에너지원으로 인해 미국의 여러 광산 회사도 운영을 영구적으로 중단했습니다.