©shutterstock/인공 지능 이미지 생성기

[뉴스에프엔 조남준 기자] 아이다호 국립 연구소(INL)는 고온 응용 분야를 위한 용융염 테스트 루프를 공개하며 원자력 에너지 혁신의 중요한 이정표를 세웠다.

외신에 따르면 이번에 선보인 최첨단 시설은 고속 스펙트럼 소금 연료 원자로 실험을 준비하는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

용융염 반응기(MSR)란?

용융염 원자로(MSR)는 기존의 고체 연료 및 수성 냉각 시스템을 사용하는 원자력 발전 방식과는 다른 접근 방식을 제시한다.

MSR은 용융염을 냉각수 및 액체 연료로 사용하며, 이를 통해 향상된 안전성, 높은 작동 온도, 효율적인 에너지 생산을 가능하게 한다.

특히, MSR은 700°C 이상의 고온에서 작동할 수 있어 발전 및 산업 공정에서 매우 효율적이다. 또한, 폐기물을 최소화하고 멜트다운 위험을 줄이는 고유의 안전 메커니즘을 갖추고 있어 미래의 에너지 솔루션으로 각광받고 있다.

MSR 개발의 도전과제

그러나 MSR은 고유한 엔지니어링 문제를 동반한다. 특히, 용융염의 부식성은 시간이 지남에 따라 반응기 구성 요소를 저하시킬 수 있는 중요한 장애물로 작용한다.

연구자들은 용융염의 극한 환경에서 장기간 견딜 수 있는 재료와 센서, 기기를 개발해야 한다.

이를 해결하기 위해 INL은 새로운 용융염 테스트 루프를 개발했다. 이 테스트 시스템은 고온의 용융염 환경을 밀접하게 재현해 연구자들이 다양한 재료와 센서의 성능을 평가할 수 있도록 돕는다.

용융염 흐름 루프의 중요성

새로 개발된 용융염 흐름 루프는 용융염 반응기 기술을 발전시키기 위한 중요한 연구 도구로 자리잡을 것이다.

이 시스템은 용융염이 지속적으로 순환하는 동적 환경을 제공하며, 연구자들이 고온 환경에서의 정확한 테스트를 진행할 수 있도록 지원한다.

특히, 테스트를 진행하지 않을 때 용융염을 배출하고 저장할 수 있어 효율성과 테스트 수명을 크게 향상시키는 기능을 제공한다.

INL의 용융염 첨단 기술 프로그램의 수석 과학자인 Ruchi Gakhar는 "플로우 루프 환경에서 센서가 고온 용융염에 어떻게 반응하는지를 이해함으로써, 우리는 미래의 용융염 반응기 준비 상태를 더욱 발전시킬 수 있을 것"이라며 이번 연구의 중요성을 강조했다.

향후 전망: 용융염화물 반응기 실험(MCRE)

INL의 용융염 테스트 루프는 용융염 반응기의 타당성을 입증하는 획기적인 프로젝트인 용융염화물 반응기 실험(MCRE)의 진행에 핵심적인 기여를 할 예정이다.

MCRE는 에너지부의 첨단 원자로 시연 프로그램(ARDP)에서 지원하는 여러 차세대 원자로 프로젝트 중 하나로, 혁신적인 원자력 기술의 상용화를 가속화하는 역할을 한다.

이 연구는 내식성 재료를 찾고 센서 성능을 최적화함으로써 MCRE 및 다른 고급 반응기 설계의 성공적인 구현을 위한 길을 닦고 있다.

용융염 반응기는 가까운 미래에 신뢰할 수 있고 지속 가능한 탄소 없는 에너지원으로 자리 잡을 것으로 기대된다.

전 세계적으로 기후 변화에 대응하고 화석 연료 의존도를 줄이기 위한 노력이 진행 중인 가운데, INL의 연구는 미국을 차세대 원자력 기술의 선도국으로 자리매김하는 데 중요한 역할을 하고 있다.

용융염 반응기의 성공적인 구현은 에너지 환경에 혁신을 일으켜, 미래 세대에게 안정적이고 지속 가능한 에너지원이 될 것으로 전망된다.