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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.

원자력발전에대한설명
원자력발전에대한설명

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.

원자력도 AI와 함께 더 똑똑해진다? 기업과 함께해요! 원자력분야 AI 기술 도입 활발

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이제 AI라는 단어를 들으면 어떤 생각이 드시나요? AI가 인류의 일자리를 뺏고 사회를 어지럽힐 위협적인 기술 또는 인간의 경쟁자로 느껴지시나요? 아니면 미래를 더 편리하게 발전시켜 줄 인류의 동반자로 느껴지시나요. 중요한 것은 AI는 이제 여느 산업 분야를 막론하고 이미 깊게 침투(?)해있다는 사실입니다. 이미 AI는 우리의 동반자라는 생각, 들지 않으시나요?

삼정KPMG는 최근 ‘9대 이슈로 살펴본 2024 세계경제포럼(WEF)’ 보고서를 발간했습니다. 보고서에는 ‘책임 있는 AI 활용’이 특히 강조돼 있는데요. 이는 다양한 산업 분야에서 AI 기술 도입을 통해 제품 연구 및 개발, 고객 서비스를 증진시키고 생산성 혁신을 제고할 것이라는 예측이 전제된 대목입니다. 이미 전 산업 분야에서 AI의 성과는 속속들이 나타나고 있으니까요.

미용 분야에서는 AI가 고객의 피부의 건조 정도를 파악하고 현재 피부 상태에 알맞은 제품을 제안합니다. 의료 분야는 말할 것도 없습니다. 우리나라 의료계의 AI를 통한 획기적 개발 사례로 하나 예를 들어볼까요. 지난해 12월, 한국원자력의학원은 진행성 직장암 환자의 수술 전, 항암방사선치료 시행 후 종양이 완전히 소실되는 상태를 정확하게 예측할 수 있는 AI 머신러닝 모델을 개발했다고 밝혔습니다. 올해 초에 열린 CES*에서는 또 어땠나요. 부스마다 AI가 그저 핵심 화두이자 신개발의 키워드였습니다. 건설 분야에서는 AI를 적용한 협동로봇 등의 제품을 선보이고 있고요. 문화예술 분야에서 ‘AI 작가’의 놀라운 활약상도 여럿 접하셨을 겁니다.


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이미 AI는 IT기업의 전유물이 아니죠. 원자력발전 분야도 예외가 아닙니다. 지난 포스팅에서 빅데이터와 AI 기술을 적용한 ‘원전 설비 자동예측진단 시스템(AIMD)’에 대해 자세히 알아본 바 있는데요. 오늘은 원자력 분야에서 AI 기술을 적극 활용하기 위한, 기업과 공공기관의 구체적인 협업 소식을 전합니다.

*CES(국제전자제품박람회) : 미국 라스베이거스에서 해마다 열리는 세계 최대의 전자제품 전시회. 국가별로 별도의 전시관(부스)이 설치되며, 삼성전자(주)·LG전자(주) 등 한국의 가전업체들도 참가한다.

<AIMD 자세히 보기>

https://blog.naver.com/energyinfoplaza/223348035049



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우리나라 IT기업 대표주자 네이버와 한국원자력연구원이 만났습니다. 이미 지난해 6월에 두 기관의 만남이 이루어졌는데요. 이때 체결된 MOU는 ‘원자력연구분야 정보 통합 및 클라우드 서비스 활용을 위한 업무협약'이었습니다.

이 협약은 크게 두 가지의 내용이 담겼는데요. 첫째는 원자력 분야 전문 용어의 한글 순화에 관한 내용. 그리고 AI 인력 양성에 관한 내용입니다. 기존에는 원자력발전소 설계를 비롯해 각종 규제·법령·절차 등과 관련한 내용에 전문 용어가 다수 포함돼 있어 한글로 순화하는 것이 어려웠다고 해요. 한국원자력연구원은 이를 해결하기 위해 한글에 특화된 네이버 AI를 활용하려는 거였어요. 또 지금까지는 AI와 원자력이라는 두 분야를 골고루 이해하고 있는 전문가가 부족해 성공적인 연구개발이 이뤄지지 못한 게 업계의 현실이었는데요. 이를 타개하고자 네이버와 한국원자력연구원은 이 협약을 계기로 양 분야에 전문성을 갖춘 인력 양성에 나서기로 뜻을 모았습니다.

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▲HyperCLOVA X (출처 : 네이버)

또한 한국원자력연구원은 마스코트인 파동이에서 영감을 얻은 챗봇 '파동이봇'에 탑재된 AI를 네이버의 하이퍼클로바X*로 교체할 예정이라고 밝혔습니다. 원자력에 대한 상식을 알기 쉽게 알려주는 챗봇 서비스 파동이, 네이버 하이퍼클로바와X의 콜라보레이션으로 더욱 똑똑한 봇으로 거듭났겠군요. 타국에 기술력을 수출할 정도로 많은 노하우가 축적된 국내 원자력 기술, AI의 접목으로 또 얼마만큼 비약적으로 발전할지 사뭇 기대가 됩니다.

*하이퍼클로바X : 네이버가 개발한 거대언어모델(LLM, Large Language Model). ‘하이퍼클로바X’는 최근 주목받는 챗GPT 대비 한국어를 6,500배 더 많이 학습한 언어모델이며, 최적화된 초대규모 AI 프로덕트 구축이 가능하다고 한다.


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이뿐 아닙니다. 네이버클라우드와 한국수력원자력의 콜라보레이션 소식도 최근 들려왔습니다. 두 기관은 '한수원 특화 생성형 AI 구축'을 위한 업무협약을 체결하고, 한수원 특화 생성형 AI 구축을 위한 검증 작업에 들어간다고 지난 달에(2월 19일) 밝혔는데요. 네이버클라우드는 지난해 '하이퍼클로바X'를 선보인 이후 교육∙유통∙헬스케어 등 다양한 분야의 기업들과 파트너십을 체결하며 국내 생성형 AI 생태계 확장을 주도하고 있는 기업입니다.

두 기관은 네이버의 초대규모 AI '하이퍼클로바X'에 한수원이 보유한 다양한 데이터를 접목해 한수원 업무에 적합한 AI 기술을 검증하고, 업무 효율화 및 서비스 혁신 방안을 개발하기로 뜻을 모았습니다. 또한 한수원 특화 생성형 AI 플랫폼 구축도 추진할 예정이고요.

무엇보다 높은 보안과 안전성이 요구되는 원전 산업 특성상, 고객사의 데이터센터 내에서 폐쇄된 사내망으로 네트워크 환경을 구성하는 '뉴로클라우드 포 하이퍼클로바X'(Neurocloud for HyperCLOVA X) 도입도 논의 중이라고 합니다. 원자력 분야에서의 AI의 역할이 어디까지 확장되고 발전할지 흥미진진한데요. 원전의 안전과 효율은 더하고 미비한 점을 개선하는 중추로서 AI를 적절히 활용하기를 바랍니다.


출처 한국에너지정보문화재단

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정책

원전해체산업 육성전략

20년대 중반 이후 설계수명이 만료되는 원전이 확대되는 상황에서, 고리1호기 해체를 기술역량 축적 및 산업 생태계 창출의 기회로 삼고 글로벌 시장진출을 도모하고자 2019년 4월 17일 원전해체산업 육성전략이 발표되었습니다. 이번 전략으로 건설-운영 등 기존 선행 주기에 해체-폐기물 관리 등 후행 주기 분야까지 더해 원전산업 전반의 경쟁력을 확보하고, 원전기업의 새로운 먹거리 창출을 통한 지역의 경제활력 제고에도 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.

세계 원전해체시장 현황

  • IAEA국제원자력기구에 따르면, 전 세계적으로 450대의 원전이 가동 중이고 이중 30년 이상 가동 중인 원전은 300대가 넘습니다.
    사실상 세계 원전 시설이 노후화 단계에 접어들면서, 세계 각국은 투자회수율이 낮아진 원전을 대상으로 원전해체를 진행하고 있습니다.
  • 영구 정지된 원전 173대 중 안전하게 해체가 완료된 원전은 20기입니다.
    원자력 선진국으로 손꼽히는 미국, 독일, 일본이 각각 16기, 3기, 1기의 원전을 해체한 경험이 있습니다.

주요국가 원전해체 진행 현황

(IAEA-PRIS 2019년 3월 기준, 단위 : 개)

  • 미국해체계획:6 ,해체진행중:13,해체완료:15,총:35,우크라이나 해체진행중:4 총:4

  • 영국해체계획:4 ,해체진행중:13,총:30,슬로바키아 해체계획:3 총:3

  • 독일해체계획:9 ,해체진행중:16,해체완료:3,총:28,스페인 해체계획:1 , 해체진행중:2 총:3

  • 일본해체계획:13 ,해체진행중:4,해체완료:1,총:18,리투아니아 해체진행중:2 총:2

  • 프랑스해체계획:2 ,해체진행중:10 , 총:12,아르메니아 해체진행중:1 총:1

  • 캐나다해체계획:3 ,해체진행중:3, 총:6,벨기에 해체진행중:1 총:1

  • 러시아해체계획:2 ,해체진행중:4 ,총:6,카자흐스탄 해체계획:1 총:1

  • 스웨덴해체계획:2 ,총:3, 총:5 , 한국 해체진행중:1 총:1

  • 불가리아해체계획:4 , 총:4, 네덜란드해체계획:1 총:1

  • 이탈리아해체계획:4 ,총:4,스위스해체계획:1 총:1

  • 미국 : 총35
  • 영국 : 총30
  • 독일 : 총28
  • 일본 : 총18
  • 프랑스 : 총12
  • 캐나다 : 총6
  • 러시아 : 총6
  • 스웨덴 : 총5
  • 불가리아 : 총4
  • 이탈리아 : 총4
  • 우크라이나 : 총4
  • 슬로바키아 : 총3
  • 스페인 : 총3
  • 리투아니아 : 총2
  • 아르메니아 : 총1
  • 벨기에 : 총1
  • 카자흐스탄 : 총1
  • 한국 : 총1
  • 네델란드 : 총1
  • 스위스 : 총1
  • 해체계획
  • 해체진행중
  • 해체완료

주요 내용

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.

  • 초기시장 창출 및 인프라 구축
    • - 본격 원전해체 시작 전인 ’22년까지 해체물량 조기발주, 상용화 R&D 등 민.관 합동으로 대규모 선제 투자 추진
    • - 원전해체 사업 세분화(폐기물 처리시설 구축, 해체 공사용 장비 구매, 해체 계획서작성 등) 시행 가능한 것부터 조기발주 착수
    • - 원전해체연구소를 설립하고 등 관계부처 및 관련 연구기관과 공동으로 기술 고도화 및 상용화를 위한 연구개발을 적극 추진
  • 원전해체 전문 강소기업 육성
    • - 원전기업이 해체분야로 사업을 전환하여 역량을 키워나갈 수 있도록 생태계기반, 인력, 금융 등 종합지원 추진
    • - 지역과 협력하여 인근 산업단지 등을 중심으로 지역별 특성을 반영한 기업집적 및 생태계 활성화를 추진
    • - 기존의 원전인력을 해체 수요에 맞게 단계적 전환을 유도하는 등 전문인력 양성
  • 단계적인 글로벌 시장 진출 지원
    • - 해체실적(Track-record)이 중요시되는 해체시장 특성상, 고리 1호기 실적을 토대로 3단계에 걸쳐 해외진출 추진
      • ①해외 해체원전 단위사업 수주(’20년대 중반) ②원전 운영 경험 등이 상대적으로 부족한 제3국에 선진국과 공동진출(‘20년대 후반) ③제3국 단독진출(’30년대 이후) 3단계에 걸쳐 단계적으로 글로벌 시장에 진출
  • 제도기반 구축 및 대국민 정보공개 확대
    • - 안전한 해체관리를 위해 관련 규정을 정비하고 폐기물 등에 대한 안전관리 강화 및 관련 정보공개 확대로 대국민 이해도와 신뢰도 제고
    • - 전문기업 확인제도 운영 등 산업육성을 위한 제도적 근거를 신설하고, 안전기준 명확화
    • - 해체 세부기준 조기 마련 추진

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