원자력공학과 학생들이 ‘원자력 생태계 지원사업 2021 원자력/방사선 아이디어 경진대회’서 우수상(2등)과 장려상(3등)을 받았다. 수상자 8명 중 7명이 원자력공학과 학술동아리 ‘AAA(Angle’s Advocates for Atom)’ 소속으로, 신입생이 대거 포함된 두 팀은 아이디어의 참신성을 인정받았다. 사진 왼쪽부터 김정빈, 이동규, 박수연 원자력공학과 21학번 학생.

원자력공학과, ‘2021 원자력/방사선 아이디어 경진대회’ 우수상·장려상 수상
원자력에 대한 바른 정보 제공 위해 원자력공학과 학술동아리 ‘AAA’ 활동 활발

원자력공학과 학생들이 반가운 소식을 전해왔다. 산업통상자원부와 한국원자력산업협회가 주최한 ‘원자력 생태계 지원사업 2021 원자력/방사선 아이디어 경진대회’서 우수상과 장려상을 받았다. 이 대회는 원자력 생태계 발전을 위해 관련 분야의 참신한 아이디어로 경쟁하는 대회다. 원자력공학과 학생들로 이뤄진 ‘Highway(하이웨이)’팀은 ‘소듐냉각고속로(SFR)’ 관련 아이디어로 우수상을 받았고, ‘미래지향적 VHTR 수소생산(이하 수소생산)’팀은 ‘초고온가스로(VHTR)’ 아이디어로 장려상을 수상했다. 대회에 출전한 총 8명의 학생 중 7명의 학생이 원자력공학과 학술동아리인 ‘AAA(Angle’s Advocates for Atom)’ 소속이다.

AAA는 대중에게 원자력에 관한 바른 정보를 제공한다는 목표로 활동하고 있는 학술동아리다. 하이웨이팀의 16학번 임재경, 18학번 최현식, 21학번 이동규, 최정우 학생과 수소생산팀의 21학번 김성우, 김정빈, 김현민, 박수연 학생 중 박수연 학생을 제외한 7명이 이 동아리 소속이다. 이동규 학생은 “1학년이지만, 전공 수업에서 다양한 내용을 배웠다. 이를 활용해 참신한 아이디어를 더한다면 좋은 결과를 얻을 수 있겠다는 자신감이 들었다”고 말했다.

4세대 원자로 활용해 원전의 지속가능한 안정성 제시
경희대 수상팀의 아이디어는 미국 에너지성(US DOE, United States Department of Energy)이 2030년 실용화 목표로 제시한 차세대 원자로인 ‘4세대 원자로’를 배경으로 한다. 하이웨이팀은 ‘소듐냉각고속로와 파이로프로세싱(Pyro-processing)을 통한 사용후핵연료 처리방안’을 제시했다. 소듐냉각고속로는 방사성 물질을 원자로에서 연소시킬 수 있는 고속로의 한 종류로, ‘제4세대 원자력시스템 국제포럼(GIF, GEN-IV international forum)’에서 제안한 4세대 원자로 조건을 만족하는 차세대 원자로다.

고속로를 이용하면 사용후핵연료를 안전하게 재사용할 수 있으며 관리 기간을 단축하는 등 여러 이점을 얻을 수 있다. 이에 하이웨이팀은 높은 온도로 물리적 또는 화학적인 성질을 변경시키는 파이로프로세싱을 통해 소듐냉각고속로 연구를 진행해 사용후핵연료 문제를 효과적으로 해결하고 원자력의 미래기술을 선도하는 내용을 발표했다.

이 같은 아이디어를 제시한 배경에는 ‘지속가능한 안전’이 있다. 사용후핵연료가 공포의 대상이 되면서 생긴 ‘탈원전’ 이슈에 대한 대응책을 제시한 셈이다. 이동규 학생은 “버려야하는 핵연료를 분리해서 연료를 재사용할 수 있다면 폐기물의 양도 줄이고 위험성도 낮출 수 있다”고 설명했다. 하이웨이팀은 기술적으로 충분히 가능한 방법이라고 주장했다. 이동규 학생은 “사용후핵연료는 고속로에서만 태울 수 있기게 소듐냉각고속로를 육성해 사용후핵연료 포화 문제를 해결하면 원자력을 더 경제적으로 이용할 수 있다”고 전했다.

수소생산팀은 ‘초고온가스로를 이용한 친환경적·경제적 수소생산 방법’을 제시했다. 이 팀은 친환경 에너지원으로 각광받는 ‘수소’를 주 에너지원으로 설정하고, 초고온가스로에서 출력되는 950℃ 고온의 열이 수소생산에 적합함을 논리적으로 설명했다. 특히 수소의 수요가 늘고 있다는 점에서 원자력 발전소에서 이산화탄소 배출 없이 수소를 공급할 수 있음을 강조했다. 원전이 탄소를 배출하지 않는 에너지원이라는 것이다.

무탄소시대를 맞이하기 위해서는 대량의 수소생산이 필요하다. 이때 수소생산은 ‘전기 분해’ 또는 뜨거운 열을 이용한 ‘열 분해’ 두 가지 방법으로 진행된다. 무탄소원전을 사용하면 일명 ‘그린수소’, 화석연료를 사용하면 ‘그레이수소’로 불린다. 박수연 학생은 “고온의 원전을 이용해 물을 열분해하면 수소를 대량 생산할 수 있다”며 “저렴한 수소의 가격이 핵심이기에 원자력의 열을 이용하면 무탄소로 싼값에 수소를 생산할 수 있다”고 설명했다.

(왼) 소듐냉각고속로(SFR)의 모습, (오) 초고온가스로(VHTR)의 모습. (출처: US DOE)

원자력공학과 신입생, 원자력에 관한 바른 정보 알리기에 앞장서
인류가 에너지를 만들 수 있는 방법에는 화력, 원자력, 재생에너지가 있다. 재생에너지는 태양이 없는 밤에는 생산되지 못한다는 간헐성이 있고, 화력은 탄소중립정책으로 사용을 지양하는 추세다. 이동규 학생은 “원전만이 방법이다”라고 주장했다. 이어 그는 “원전이 필요한데 사용 후 문제에 있어서는 소듐냉각고속로를 사용하면 잘 해결할 수 있을 것이다”라고 전망했다. 김정빈 학생은 “탈원전으로 인해 소듐냉각고속로 연구개발 자금이 원활하지 않은 것으로 알고 있다”며 “에너지 문제를 해결하기 위해 원자력에 대한 옳은 정보를 널리 알리는 게 중요하다”라고 말했다.

원자력에 관한 바른 정보를 알리기 위해서는 이념적 접근보다 과학적이고 수학적 접근을 통해 정확하고 올바른 판단을 내리는 것이 중요하다. 김정빈 학생은 “원자력에 대해 바른 정보를 얻는 것만으로도 막연한 공포심을 줄일 수 있다”고 전했다. 이동규 학생은 이를 자동차에 비유해 설명했다. 그는 “자동차가 시속 100km로 안전장비 없이 운행되면 위험하지만, 운전을 제대로 하면 크게 위험하지 않다. 사용후핵연료도 인간이 관리하는 상태에서는 위험하지 않다”고 주장했다.

“아이언맨을 움직인 에너지, 원자로에 대한 환상 실현 위해 경희에서 공부할 것”
수상팀이 대거 포함된 AAA 학술동아리는 대중에게 원전에 대한 올바른 정보를 전달하는 게 주된 목적이다. 이 목적을 달성하기 위해 유튜브 영상, 카드뉴스 등을 제작해 업로드하고 있다. 또, 매년 세미나를 개최해 동아리원이 서로 공부한 내용을 공유하고 토론하고 있다. 수상팀은 이런 활동을 통해 아이디어 영감을 얻기도 했다. 이동규 학생은 “동아리 활동을 통해 알게 된 GIF 포럼 리포트에서 많은 정보를 얻었다”고 했고, 김정빈 학생은 “세미나를 진행할 때 동아리 지도교수인 정범진 교수님께서 참석해 많은 인사이트를 제공해 주셨다”고 말했다.

AAA 동아리는 탈원전의 오해를 풀고자 시작됐다. 탈원전 주제의 토론회에 패널로 초청받아 이동규 학생이 환경분야청년대표로 성명 발표를 하고, 최근에는 녹색원자력학생연대에 동아리가 소속되면서 원자력 인식 개선 활동에 앞장서고 있다. 이동규 학생은 “앞으로도 도전을 멈추지 않겠다”며 신입생의 당찬 포부를 보였다. 김정빈 학생은 “동아리에서 지식 공유를 하지만, 대회에서 참신한 아이디어를 듣는 것도 하나의 배움이었다”고 말했다. 박수연 학생은 해외 연구소에서의 배움을 꿈꾸고 있다. 그는 “아이언맨을 움직인 건 에너지다”라며 “경희에서 원자로에 대한 환상을 실현으로 옮기는 공부를 해보겠다”고 전했다.

글 손은주 eve@khu.ac.kr
사진 정병성 pr@khu.ac.kr

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