혁신형 SMR, 기술개발 닻 올렸다…43개 기관, 1500억 R&D배분

혁신형 소형모듈원자로(i-SMR) 조감도. i-SMR는 원자로와 가압기 등 원전 내부 주요기기와 안전계통이 모두 일체화돼 안전성과 경제성이 뛰어나다. 정부는 올해부터 2028년까지 총 3992억원 기술개발 예산을 투입했다. / 사진=과학기술정보통신부

국내 연구진이 '혁신형 소형모듈원자로'(i-SMR) 개발 총력전을 개시했다. i-SMR는 올해부터 2028년까지 6년간 총 3992억원을 투입하는 사업으로, 정부는 올해 원자력 연구기관·기업 43개에 1500억원 규모 R&D(연구·개발) 사업을 배분했다. 연구진은 2028년까지 표준설계인가를 획득해 2030년대 세계 SMR 시장을 선도하겠다는 의지다.

23일 과학계에 따르면 i-SMR 기술개발사업단(이하 i-SMR 사업단)은 최근 대전 유성구 사이언스센터 13층에 헤드쿼터(본부)를 꾸리고 11개 R&D 사업을 43개 기관에 배분했다. 총 사업 규모는 약 1500억원이다. i-SMR 사업단 헤드쿼터에는 현재 i-SMR 정규직원을 포함해 R&D 참여기관 파견인력 등 30여명이 상주하고 있다.

대전 유성구 사이언스센터 13층에 구축된 i-SMR(혁신형 소형모듈원자로) 기술개발사업단 사무실. / 사진=김인한 기자

SMR는 전기출력 300㎿(메가와트) 이하 원자로다. 대형 원전과 달리 원자로와 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등 주요기기가 일체화됐다. 모듈 여러 개를 묶을 수 있고 도심이나 외지에 설치 가능하다. SMR는 소량의 사용후핵연료가 나오지만 무(無)탄소 에너지원으로기후변화 대응에 가장 현실적인 수단이란 평가를 받는다.

이 때문에 한국을 포함해 미국·중국·유럽 등 세계 각국이 80여개 SMR를 개발하고 있다. 미국 원자력 경쟁력 회복전략 보고서에 따르면 2030년대 세계 원전 시장은 5000억~7400억 달러(570조~840조원)에 달한다. 이에 정부는 i-SMR 산학연관 드림팀을 발족하고 올해부터 기술개발에 뛰어들었다.

i-SMR 사업단은 올해 원자로 뼈대가 되는 R&D 사업을 개시했다. 한국원자력연구원은 △열수력검증 △다목적 고정밀 계측시스템 △3차원 원자로 노심검증 플랫폼 등 기술개발에 나섰다. 한국수력원자력은 중대사고 종합해석 평가기술, 효성중공업은 내장형 원자로냉각재펌프 개발을 시작했다. 한전원자력연료는 핵연료, 제어봉 집합체와 일체형 가연성흡수봉 개발 업무를 맡았다.


연구진은 향후 170㎿(메가와트)급 원자로로 개발하고, 모듈 4개를 연결해 총 680㎿급 전기출력을 구현할 예정이다. 특히 사람 개입 없이 중력과 같은 자연현상으로 원전 내부를 냉각시킬 수 있는 '피동안전계통'이 i-SMR에 적용돼 안전성이 높다. 또 전기출력을 조절할 때 기존처럼 붕산을 쓰지 않아 방사성 폐기물 발생량도 대폭 줄어든다.

i-SMR 사업단은 2025년 말까지 원자로 설계를 완성하고 2028년 표준설계인가를 획득한다는 계획이다. 표준설계인가란 원자로에서 발생할 수 있는 각종 사고를 시뮬레이션해 안전성을 확보했을 때 주어지는 인증이다. 이 인증이 주어지면 세계 어느 곳이든 SMR를 건설·운영할 수 있다.

김한곤 i-SMR 사업단장은 "올해 i-SMR 설계를 시작했으며 내년까지 참여기관을 60여개까지 늘려 안전성·경제성이 극대화된 혁신기술을 개발할 것"이라며 "이를 통해 2028년까지 표준설계인가를 획득하고, 2030년대 해외 시장을 개척할 수 있는 초석을 만들겠다"고 했다.

한국수력원자력 중앙연구원장 출신인 김한곤 혁신형 소형모듈원자로(i-SMR) 기술개발사업단장. / 사진=김인한 기자