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[포럼] 원자력 융합기술이 여는 더 넓은 세상

정해용 세종대 원자력공학과 교수 

입력: 2017-09-07 18:00
[2017년 09월 08일자 22면 기사]

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[포럼] 원자력 융합기술이 여는 더 넓은 세상
정해용 세종대 원자력공학과 교수
원자력은 원전가동을 통해 우리가 필요로 하는 전기를 생산할 수도 있고, 인류의 복지와 발전을 위해 다양한 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.

우선 원자력은 인류가 우주로 나아가는데 필요한 핵심 동력으로 사용된다. 대표적인 사례가 2012년 화성 탐사에 사용된 '큐리어시티'인데, 탐사 과정에서 필요한 충분한 에너지 공급을 위해 플루토늄-238 동위원소의 붕괴로부터 나오는 열을 110W의 전기로 변환해서 사용했다. 앞으로 우주 개발이 본격화되면서 우주선 동력원으로는 원자력 전지, 우주기지의 에너지원으로는 소형원자로가 필수적으로 요구될 것이다. 또한 우주방사선으로부터 우주인과 정밀 기기를 보호할 수 있는 첨단 방사선 방호 재료도 개발돼 사용될 것이다. 우주 탐사를 위해 개발된 많은 기술들이 그랬듯이 방사성동위원소를 이용하는 원자력전지 기술도 실생활에 이용되는 단계로 발전하고 있다. 이미 국내에서 50년 이상 지속적으로 전력을 생산하는 Ni-63 동위원소와 실리콘 반도체 기반 베타전지 시제품의 제작에 성공했고, 러시아와 미국 등도 초소형 기기와 의료 기기에 수십년간 안정적으로 에너지를 공급하는 원자력전지 개발에 주력하고 있다. 원자력전지는 방사선의 영향이 미치는 범위를 적절히 제어하는 신뢰성 있는 차폐 기술이 확보된다면 인공 심장과 같은 의료 기기, 항구적인 등대용 전원, 인공위성 전원, 매립형 초소형 회로 전원 등으로 그 활용 분야가 무궁무진하다. 그리고 안전성이 확실히 보장되는 시점이 오면 가로등과 공공시설의 전원뿐만 아니라 휴대용 전화기의 배터리에도 사용돼 충전의 불편함이 사라지는 때가 올 지도 모른다.

지구 위에서도 원자력은 그 사용 범위를 넓혀갈 것으로 예상된다. 북극의 두꺼운 얼음 층을 통과하기 위해서는 큰 동력이 요구되는데, 이미 북극 항로 개척을 위해 원자력 쇄빙선이 개발돼 그 유용성을 인정받고 있다. 20세기 중반 이래 원자력쇄빙선을 보유한 나라는 러시아가 유일한데, 러시아 원자력 쇄빙선 회사 로자톰플로트는 2016년 6월 가압경수형 원자로를 장착한 아르티카(Artika)호를 진수시켰고, 2020년까지 두 개의 쇄빙선 건조를 추진하고 있다. 지난 5월 한-러 경제협력사업의 한 분야로 제시된 것과 같이 북극항로 개척은 물류비용과 시간을 크게 절감하는 효과를 기대할 수 있어 극동의 물류 시장 중심이 동해안으로 이동하고, 우리나라도 새로운 기회를 찾을 수 있는 가능성이 있다. 그 외 극지와 심해에서의 자원개발과 기초 연구에는 필요한 에너지의 양에 따라 다양한 해양 원자력시스템과 장수명 동위원소 기반 전력시스템이 도입될 수 있을 것이다.

원자력에서 파생된 다양한 기술들이 이미 우리 생활에 깊숙이 사용되고 있다. 방사선 동위원소를 이용한 의료 진단 및 치료 기술은 국민 건강을 지켜주는 파수꾼이 된지 오래고, 최근에는 방사선 융합 기술로 만든 기능성 화장품이 우리나라뿐만 아니라 해외에서도 높은 인기를 누리고 있다. 또한 전 세계적으로 테러 위협이 날로 증가하면서 폭발물과 핵물질을 검색하는 원자력 탐지 기술이 국내에서도 활발히 개발 중이다. 더욱이 북한의 핵개발로 우리 생존의 근간이 위협받는 현실에 직면하게 되었고 북한의 오판을 막기 위한 가장 우선적인 방법은 강력한 국방력을 유지하는 것이다. 군에서 보유한전투기, 헬기, 미사일, 포탄 등의 무기체계는 실전에 대비해 항상 성능을 유지하는 것이 중요하다. 이를 위하여 기존 X-선으로는 확인할 수 없는 비행기 회전체 부품의 건전성과 각종 무기의 상태를 중성자 투사 기술로 효과적으로 확인할 수 있다. 차세대 첨단 국방기술로 제시되는 레이저 기술과 접목된 레일건, 초소형 원자로를 장착한 미래형 전함 등도 최정상의 원자력 기술을 근간으로 개발 가능하다.

원자력은 제대로 관리하지 못할 경우 피해가 크지만 또한 잘 사용하면 우리에게 큰 이득을 주게 된다. 멀지 않은 미래에 원자력은 우주기술, 해양기술, 국방기술과의 융합을 통해 새로운 세상을 여는 기반이 되기를 기대한다.

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