원자력
원자력발전은 핵분열 반응으로 발생하는 열을 사용해 물을 증기로 만들고, 그 증기로 터빈을 돌려 전기를 만드는 방법이다. 핵분열은 크고 무거운 원자핵이 외부의 강한 힘으로 쪼개지는 현상을 말한다. 원자력은 자연계에서 가장 무거운 원소인 우라늄을 이용한다. 우라늄 원자핵에 빠르게 움직이는 중성자를 충돌시키면 바륨, 크립톤, 스트론튬, 제논과 같은 더 가벼운 원소로 쪼개지면서 에너지와 중성자를 함께 방출한다. 이 중성자는 다른 우라늄 원자핵과 반응하여 다시 에너지와 중성자를 생성하고, 이러한 과정이 반복되어 일어나므로 핵분열 에너지를 긴 시간에 걸쳐 꾸준하게 얻을 수 있다. 이 에너지로 물을 끓여서 터빈을 돌려 전기를 얻는 것이 바로 원자력발전이다.
원자력 (2021년 기준) (출처 : 한국전력)
발전비중 : 27.4%
발전량 : 158,015GWh
원자력발전은 우라늄-235가 2~5%만 농축되어 있는 저농축우라늄을 핵연료로 사용하여 18개월 내외의 발전주기 동안 핵분열이 지속적으로 서서히 일어나도록 한다. 또한 붕소로 이루어진 제어봉으로 핵분열 연쇄반응을 멈추게 할 수도 있다. 발전 과정에서 이산화탄소는 거의 발생하지 않으며 산업 전체로 보더라도 화석연료 발전에 비해 탄소배출량이 적다.
원자력발전은 에너지를 만들어내는 과정에서 방사선과 방사성 물질이 발생하기 때문에 최우선적으로 고려하는 것이 안전성이다. 우리나라 원전은 방사성물질이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 다섯 겹의 5중 방호벽으로 이루어져 있다. 또한 불의의 고장이나 사고로부터 안전성을 높이기 위해 다중성·다양성·독립성 3가지의 설계 원칙을 따르며, 지진이나 해일 등 자연재해에도 대비 하고 있다.
원자력발전에 있어 선결과제로 꼽히는 것은 사용후핵연료 처리 문제이다. 말 그대로 핵연료물질을 발전용 또는 다른 방법으로 핵분열시킨 후 배출되는 고준위 방사성 폐기물을 뜻한다. 겉으로 보기엔 일반 핵연료물질과 차이가 없지만, 이미 핵분열 반응을 했기에 고열을 방출하고 그 방사선의 반감기가 길어 세심한 관리 보관이 필요하다. 핵연료를 다 쓰고 나면 열이 식을 때까지 수조에 임시 보관 후 방사능이 어느 정도 낮아지도록 원전 내에 중간 저장하고 있으나 포화 시점이 다가오고 있다. 최종 단계인 영구처분을 위한 기술 개발과 관리계획에 대해서는 심도깊은 논의가 필요하다.
▲트리가마크Ⅱ기공식 (출처: 사진과 함께 읽는 대통령 이승만)
대한민국은 1950년대에 원전 기술 습득을 위한 첫걸음을 뗐습니다. 1958년 이승만 대통령은 원전 기술력을 갖추기 위해 1인당 6,000달러 이상을 투입해 237명을 미국, 유럽으로 파견했었는데요. 이들은 원자력 1세대로서 원전 기술을 들여와 1962년, 우리나라 최초의 연구용 원자로 ‘트리가마크Ⅱ’를 탄생시켰죠. 연구와 기술 개발을 거듭한 끝에 1978년 4월, 우리나라 최초의 상업용 원자로 ‘고리1호기’가 상업 운전을 시작했습니다. 건설비는 경부고속도로 건설비보다 약 3.6배 많은 1,560억원에 달했죠. 고리1호기는 대한민국 원자력 발전 시대의 시작을 알리는 중요한 첫 걸음이었습니다.
1980년대에는 원전 기술 자립을 위한 도전이 시작되었고, 1990년대에는 한국형 원전 개발로 원전 자립 시대가 열렸습니다. 해외 기술에 의존하지 않고, 국내 기술력만으로 원전을 건설하고 운영하는 것이 가능해진 것이죠. 이를 기반으로 2000년대에는 해외에 원전을 건설하며 우리나라 원전 기술의 우수함을 세계에 알리게 되었습니다.
▲바라카원전 4호기(출처:한국전력공사)
한국수력원자력은 2009년에 UAE 바라카원전 건설을 수주했는데요. 바라카 지역에 APR1400 4기를 건설하는 프로젝트입니다. 2022년에는 이집트 엘다바원전 2차측 건설사업을 수주했고요. 최근 아랍에미리트로부터 반가운 소식 하나가 들려왔는데요. 우리나라 첫 번째 수출 원전인 바카라원전 4호기가 UAE 원전 운영사인 Nawah 에너지가 운영허가를 취득한 데 이어 연료장전도 마치면서 본격적으로 가동 준비에 들어가게 되었다고 합니다.
여기서 잠깐! UAE가 어디인지 잠시 알아볼까요? UAE는 United Arab Emirates의 약자로, 국내에서는 아랍에미리트라고 부릅니다. 중동아시아에 위치하며 사우디아라비아, 오만과 국경을 접하고 있죠. 수도는 아부다비이며, 최대 도시 두바이는 미래도시를 연상시킬 정도로 매우 발전된 모습을 갖추고 있습니다.
UAE의 바라카원전 4호기는 2015년 7월 콘크리트 타설을 시작으로 2020년 5월 상온 수압시험, 2022년 7월 고온 기능시험을 마쳤고, 2023년 5월에는 건설역무를 완료하면서 주요 단계를 성공적으로 달성해 왔습니다.
바라카원전에는 한국형 원전인 1,400MW급 ‘APR1400’ 노형이 사용되었는데요. 앞으로 4개 원전이 모두 가동되면 아랍에미리트 전력수요의 약 25%를 차지하게 됩니다. 아랍에미리트에서 사용되는 전력의 무려 1/4이 한국의 기술력으로 건설된 원전에서 생산된다니, 참 자랑스러운 일이 아닐 수 없는데요. 게다가 4기가 모두 가동되면 연간 2,240만 톤 이상의 탄소배출 저감 효과가 예상되어 세계적인 탄소 저감 흐름에도 동참할 수 있게 됩니다.
한전은 바라카원전 1~3호기의 안정적인 운영과 함께 4호기 연료 장전을 통해 UAE 원전 사업을 전 세계에 알리면서 앞으로 해외 원전 수출에 긍정적인 효과가 있을 것으로 기대하고 있습니다.
아랍에미리트의 전력을 책임지게 될 바라카원전! 이번 프로젝트를 시작으로 한국의 원전 기술이 전 세계적으로 쭉쭉 뻗어나가기를 기대합니다.
출처 
정책
(IAEA-PRIS 2019년 3월 기준, 단위 : 개)
원전해체를 원전산업의 새로운 먹거리로 육성함에 따라, 2035년까지 세계 원전해체 시장 점유율 10%를 달성하고 세계 5위권 이내로 진입하는 것을 비전과 목표로 4대 과제를 담고 있습니다.
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