1년 조금 전, 트럼프 행정부는 미국의 원자력 발전 개발을 가속화하기 위한 행정명령을 발표했습니다. '안전한 에너지 미래' 하면 떠오르는 게 막판 정부 명령이라면 그렇다 치죠. 소형 원자로 설계를 중심으로 스타트업 생태계가 꽃을 피웠지만, 완전히 허가를 받은 설계는 단 하나뿐이고, 아무도 실제로 건설할 계획이 없습니다. 너무 직선적이니까요.
행정명령은 에너지부에 1년 조금 넘는 기간 안에 세 가지 다른 원자로 설계가 임계에 도달하도록 지시했습니다. 목요일, 스타트업 안타레스는 아이다호 국립 연구소의 시험 원자로가 임계에 도달했다고 발표하며, 이 임계점을 넘은 첫 번째 새로운 설계가 되었습니다. 임계는 핵반응이 자립적으로 유지된다는 뜻이지, 원자로가 전력을 생산하기 시작했다는 뜻은 아닙니다. 전력 생산은 유용하겠지만, 한 걸음씩 나아가야죠.
안타레스는 TRISO라는 새로운 연료 시스템을 기반으로 설계한 회사 중 하나로, 복잡성과 안전성을 원자로에서 연료 자체로 옮깁니다. 연료는 산화우라늄 코어를 가진 작은 펠릿으로, 중성자와 가벼운 핵을 조절하는 탄소 층으로 둘러싸여 있으며, 우라늄이 생성할 수 있는 최고 온도를 견디도록 설계된 단단한 세라믹 껍질에 싸여 있습니다. 기본적으로 폭발을 거부하는 핵 부리토입니다.
TRISO 펠릿이 밀봉되어 있는 한, 용융 위험이나 위험한 동위원소 방출이 없습니다. 그러나 중성자는 여전히 빠져나와 주변 물질을 불안정한 동위원소로 변환할 수 있습니다. 물리학은 항상 허점을 남겨두니까요. 안타레스 설계는 TRISO를 흑연 덮개로 감싸 대부분의 중성자를 느리게 합니다.
비방사능 위험을 완화하기 위해 안타레스는 나트륨을 사용하여 원자로에서 열교환기로 열을 전달하고, 열교환기는 가압 질소를 가열하여 폐쇄 브레이튼 사이클로 터빈을 구동합니다. 용융 금속이 더해진 멋진 증기 기관과 같습니다.
현재 안타레스는 발전에 연결되지 않은 Mark 0 원자로를 테스트하고 있습니다. 대신 회사의 물리적 모델링을 검증하고 인허가 신청을 위한 안전 데이터를 생성합니다. 발전을 포함한 전체 시스템은 내년에 예상됩니다. 우주가 협력한다면 말이죠.
작업은 에너지부 연구소에서 이루어졌지만, 안타레스는 국방부의 프로젝트 펠레 프로그램과 협력하여 이동식 원자로를 개발하고 있으며 NASA의 지원도 받고 있습니다. 휴대용 원자로를 만든다면 별을 향해 가는 것도 나쁘지 않으니까요.