中, 세계 최초 '토륨 용융염 원자로' 성공적 가동…핵 강대국 부상 가속화

중국이 세계 최초로 토륨 기반 용융염 원자로(TMSR)를 성공적으로 가동하며 핵기술 경쟁에서 큰 도약을 이루었다고 22일(현지시각) 에너지 전문 매체 오일 프라이스가 보도했다.
중국과학원 상하이 응용물리연구소는 고비 사막의 실험 원자로에서 자연적으로 발생하는 토륨-232를 핵분열을 위한 강력한 핵연료 형태인 우라늄-233으로 성공적으로 전환하며 주요 과학적 장벽을 허물었다.

이 돌파구는 "청정하고 지속 가능한 원자력 에너지의 미래를 재구성할 태세"다.

이 과정은 자연적으로 발생하는 토륨-232가 중성자를 흡수하여 토륨-233이 되고, 이 동위원소가 붕괴 과정을 통해 프로탁티늄-233으로 분해된 후 최종적으로 우라늄-233으로 분해되는 '정확한 핵반응 순서'를 사용한다. 이 우라늄-233은 핵분열을 위한 연쇄 반응을 지속할 수 있는 핵연료다.
이번 결과는 이번 달 과학기술일보 보도로 공개되었지만, TMSR은 수년간 운영 중이었다. 상하이 응용물리연구소 공산당 서기이자 부소장 리칭누안(Li Qingnuan)은 "2023년 10월 11일 첫 임계에 도달한 이후, 토륨 용융염 원자로는 핵분열을 통해 꾸준히 열을 발생시키고 있다"고 밝혔다.

이번 돌파구는 중국의 러시아 농축 우라늄 의존도를 완화하고 세계 핵 강국으로서의 부상을 가속화할 수 있다. 국내에 풍부한 토륨 보유 능력은 중국의 장기적인 에너지 안보와 전 세계 핵 영향력을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

카네기 국제평화재단의 선임연구원이자 중국 핵 분야 전문가인 마크 힙스(Mark Hibbs)는 "중국은 매우, 매우 빠르게 움직이고 있다. 그들은 자신들의 프로그램이 멈출 수 없다는 것을 세상에 보여주고 싶어 한다"고 언급했다.

미국이 연체되고 예산을 초과한 원자로 건설에 고전하는 시기에, 중국은 비슷한 규모의 원자로 13기를 건설 중이며 앞으로 33기의 추가 건설을 계획하고 있다. 베이징은 또한 아프리카 등 신흥 경제국의 원자력 부문에 대대적으로 진출하고 있다.
하지만 중국은 세계적인 원자력 에너지 혁신국이자 초강대국이 되기 위해 막대한 자금과 인력을 투자했음에도 불구하고, 그 높은 목표를 실현할 충분한 우라늄이 부족하다는 문제에 직면해 있었다.

원자력 발전 성장은 중국이 주도하는 반면, 우라늄 공급망은 전 세계 우라늄 농축 용량의 거의 절반(약 44%)을 보유한 러시아가 주도하고 있다.

중국은 러시아의 우라늄을 점점 더 많이 사들이고 있지만, 수출에 의존하는 것은 위험하고 중국의 국내 에너지 독립과 국제 에너지 지배 정신에 반한다.

카네기 국제평화재단은 최근 기사에서 "원자력 에너지 공급망은 청정 기술 위험 피라미드의 꼭대기에 위치해 있다"며, 원자력 수출이 여러 안전 및 보안 문제에 직면해 있고, 단일 기술이나 연료 공급자에 과도하게 의존하면 상당한 의존성이 생길 수 있다고 경고했다.
우라늄 공급망 문제를 우회하고 대신 토륨을 사용함으로써 중국은 중요한 장애물을 뛰어넘고 전 세계 원자력 부문 지배의 결승선을 곧장 통과한 셈이다.

토륨은 우라늄보다 훨씬 접근성이 높고 풍부하며, 이론적으로는 중국의 모든 핵연료 문제를 해결할 수 있다.

사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면, "중국이 1000년 이상 전력을 공급할 수 있을 만큼 충분한 원소를 보유할 것으로 추정된다"고 한다.

이는 중국이 에너지 안보를 확보하고 글로벌 핵 기술 리더십을 강화하는 데 있어 토륨 용융염 원자로가 핵심적인 역할을 할 것임을 시사한다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com