원자력계의 옵션
폐연료봉 원자로
일반적인 1,000㎿급 원자로 1기에서는 연간 약 20톤의 폐연료봉이 나온다. 이들은 수만년간 방사능을 내뿜는데 미국의 원전에만 현재 7만여톤이 보관돼 있다. 우리나라 또한 매년 700~800톤의 폐연료봉이 배출된다.
MIT 박사과정 학생들이 설립한 트랜스아토믹 파워는 이런 폐연료봉을 연료로 이용하는 신개념 원자로를 설계했다. '폐기물 소멸 용융염로(WAMSR)'로 명명된 500㎿급 원자로로 폐연료봉을 재활용하면서 70년간 미국의 전력 수요를 감당할 수 있다고 설명한다.
WAMSR은 1960년대 미국 오크리지국립연구소가 개발한 용융염로(MSR)에 기반을 두지만 폐연료봉 속 핵연료 소결체(pellet)에 남아있는 에너지의 98%를 꺼내 쓸 수 있도록 대대적 설계변경이 가해졌다.
원자로 크기도 MSR의 20분의 1 정도다. 특히 WAMSR에서 배출되는 핵폐기물은 연간 4㎏ 뿐이며, 반감기도 수백년에 불과하다. transatomicpower.com
넝마주이
쓰레기 바이오연료
바이오연료 생산에는 팜나무, 유채꽃 등 원료식물 재배를 위해 땅과 물이라는 귀중한 자원이 투입된다. 하지만 식물 말고도 탄소(C)가 함유된 것은 무엇이든 바이오연료가 된다. 쓰레기도 가능하다.
펄크럼 바이오에너지는 2015년 미국 네바다주에 쓰레기 바이오연료 공장을 건설할 계획이다. 16만톤의 쓰레기를 원료로 연간 3,785만ℓ의 연료 생산이 목표다. 나무, 직물, 재활용이 불가능한 종이와 플라스틱 등을 5㎝ 이하로 분쇄한 뒤 가스화 반응로에 투입하면 화학반응을 거쳐 에탄올, 디젤, 제트연료가 생산된다. 생산비도 1갤런(3.78ℓ)당 70센트 이하다. fulcrum-bioenergy.com
가치 재발견
공장 폐열 발전소
공장 폐열만큼 아까운 에너지도 없다. 미국의 공장에서만 매년 1경3,000조BTU의 폐열이 그냥 날아간다. 알파벳에너지는 이 폐열을 전력으로 변환, 공장 효율을 높여줄 시스템을 개발했다. 두 대의 열교환기 사이에 열전기 물질을 삽입한 형태인데 한쪽 열교환기에 배기가스, 다른 쪽에는 냉매가 들어간다. 열교환기 사이에서 일어나는 온도 차이를 이용해 열전기 물질이 전기를 생성하는 것. 열전기 물질의 경우 소재가 실리콘이기 때문에 기존의 반도체 장비로도 생산이 가능하다. alphabetenergy.com
폐기물 소멸 용융염로 (Waste-Annihilating Molten Salt Reactor)
노심 (reactor core) 원자로에서 핵연료가 위치해 있어 핵분열이 활발하게 일어나는 부분.
BTU (British thermal unit) 영국식 열량 단위. 1BTU는 1파운드의 순수한 물 온도를 1℉ 올리는데 필요한 열량으로 1.055kJ 또는 0.252㎉과 같다.
