한국원자력연구원이 개발중인 원자력전지.[한국원자력연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 그동안 전력생산을 위한 발전에만 사용되던 원자력이 미래 우주탐사의 핵심에너지원으로 주목받고 있다.

원자력전지는 태양, 바람 등 외부동력원이 없이도 자체적으로 전력을 생산할 수 있는 발전기이며, 극저온, 고온 등의 환경에서도 안정적으로 전력을 생산할 수 있다.

한국원자력연구원은 영국 레스터대학교 및 영국 원자력연구소(NNL)와 우주탐사용 원자력전지 개발 협력 및 공동연구를 본격 추진한다고 2일 밝혔다.

한국원자력연구원과 영국 레스터대학교,영국 원자력연구소는 지난 30일(현지시간) ‘우주탐사용 원자력 전원공급시스템 연구협력 양해각서’를 체결했다. 우주 원자력전지 시스템과 우주용 장치 관련 연구, 우주용 원자력전지의 인허가 관련 국제표준 수립을 위한 협력관계 구축 등이 주요 협력 내용이다.

현재 전 세계적으로 우주용 원자력전지를 제작할 수 있는 나라는 미국과 러시아뿐으로, 후발주자인 유럽과 한국의 원자력전지 연구진이 교차시험 및 기술교류를 통해 우주용 원자력전지의 완성도를 높이고 국제표준 수립을 위한 협력에도 노력한다는 구상이다.

원자력전지에 활용하는 방사성동위원소는 플루토늄이 가장 일반적이지만, 수입에 의존해야 하고 수급도 쉽지 않은 단점이 있다. 이에 따라 유럽우주국에서는 플루토늄의 대체재로 아메리슘을 주목하고 있는데, 이는 사용후핵연료에서 저렴하게 얻을 수 있을뿐더러 반감기가 432년으로 플루토늄보다 5배나 길어 장기 심우주 탐사에 적합하다. 영국 원자력연구소는 사용후핵연료 재처리를 통해 아메리슘 열원을 제조하는 공정을 개발, 이를 한국에 공급하는 것도 검토 중이다.

우주선 사고시 동위원소 열원의 안전을 확보하기 위해 레스터대학과 원자력연구원은 각각 카본 복합재를 이용한 보호모듈을 설계하여 시제품을 제작했다. 공력가열 모사를 위한 플라즈마 풍동시험 기술에서는 원자력연구원이, 내충격시험 관련 기술은 레스터대학이 앞서 있어 상호 기술협력이 가능하다. 열전소자 설계 및 제조기술, 우주선 발사진동에 의한 내진설계 기술은 원자력연구원이 앞서 있고, 열제어구조체 설계기술은 동등한 수준이며, 레스터대학의 시험시설은 원자력연구원 대비 우수한 수준으로 기관간 상호 평가를 통한 기술협력으로 시너지를 얻을 수 있을 것으로 전망된다.

손광재 원자력연구원 중성자동위원소응용연구부 박사는 “우주 탐사용 원자력전지는 선진국의 전략기술로서 자체기술 확보에 어려움이 있었다”면서 “이번 영국과의 연구협력으로 원자력전지 핵심기술 확보 기간을 크게 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

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