안녕하세요. 환경에너지, 화학공학 전문가 정종하입니다.
Q. SMR의 장단점과 개발 가능성이 궁금합니다.
안녕하세요. 정종하 전문가입니다.SMR에 대해서는 23년도에 과학기술정보통신부와 산업통상자원부는 민간 업체와 협혁으로 약 4000억 원의 사업비를 투자한다고 발표했습니다. 2023년 참여 민가 업체는 총 14곳이며 2024년도부터는 20여 곳으로 참여 기업이 늘어날 전망입니다. 정부는 경주에 SMR 산업단지 조성을 위해 연내 해당 지역의 예비 타당성 조사를 마무리한다는 방침입니다.기타 SMR의 장단점 및 내용에 대해서는 하기 참고 하십시오.SMR은 Small Modular Reactor의 약자로 소형 모듈 원자(또는 원자로)를 의미합니다. 마치 모니터와 데스크탑을 한데 합친 일체형 컴퓨터와 유사한 개념으로 볼 수 있습니다. SMR은 기존 대형 원자력 발전의 주요 기능을 담당하는 원자로, 증기 발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등을 소형화하여 작은 캡슐 형태의 용기에 구현한 일종의 일체형 원전이라고 할 수 있습니다. SMR의 전기출력은 300MWe 이하급으로 IAEA(국제원자력기구) 기준 소형 원자로에 속합니다. IAEA는 300MWe 이하급은 소형, 300~700MWe 급은 중형, 1000MWe 이상급은 대형 원자로로 구분하고 있습니다.SMR의 장점1. 안전성SMR은 인간의 인위적인 개입 없이 중력과 대류 현상과 같은 자연 순환 작용에 따라 구동되므로 안전성이 비교적 우수합니다. SMR은 비상시 외부로부터 추가적인 냉각수를 공급하지 않아도 자동으로 원자로를 냉각시키는 피동형 안전 설계가 적용되며 원전 자체의 사이즈가 작아 자연 냉각에 있어서도 기존 대형 원자로 시설보다 유리한 장점이 있습니다.2. 비용SMR은 시설의 사이즈가 작고 주요 기기들은 공장에서 사전에 제작되어 단순화된 프로세스에 따라 현장에 배치되기 때문에 건설 기간이 대폭 줄어 비용이 적게 드는 장점이 있습니다.3. 위치의 다양성대부분의 기존 원자력 발전소가 바닷물을 냉각수로 사용하기 때문에 주로 해안 인근에 지어지고 있는 반면 SMR은 자연순환 또는 공기 등을 이용한 수동 냉각 방식이 적용되기 때문에 해안 지역 뿐만 아니라 내륙에도 건설이 가능한 장점이 있습니다. 이는 전력 수요와의 전송 거리를 단축하는 효과도 있어 전력 전송 중 발생하는 손실률을 최소화할 수 있습니다.4. 폐기물SMR은 크기가 작고 작동 주기가 짧기 때문에 기존의 대형 원전 시설과 비교하여 폐기물의 양이 적습니다.SMR 단점1. 낮은 전기 생산성SMR은 초기 시설 구축에 들어가는 비용이 낮은 장점이 있지만 단위 당 전기 생산 비용이 기존 대형 원전 대비 높을 수 있습니다.2. 제도적 장치 부족SMR은 기존의 원전 시설과 다른 형태의 설계를 거치는 만큼 기존 원전 시설에 적용되는 안전 표준 및 승인 기준을 적용하는 데에는 어려움이 있을 수 있으며 실제 상용화 승인까지 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다.3. 대체 에너지원으로 전락 가능성현재 탄소중립을 지향하는 국가들의 궁극적인 목표는 태양광, 풍력 등의 친환경 에너지원을 활용하는 것입니다. 현재는 찬환경 에너지 생산에 많은 비용이 들어가고 생산량이 낮은 수준이지만 기술의 발전에 따라 이들 친환경 에너지가 비용적인 면에서 경쟁력을 가질 경우, SMR은 신재생 에너지 보다 후순위로 밀려날 가능성이 있습니다.4. 경험적 데이터의 부족SMR은 여전히 개발 단계를 거치고 있는 만큼 설계, 건설, 안전성 등 각 단계에 대한 데이터가 부족할 수 있습니다. 기존의 원자력 발전에 적용된 사례를 활용하여 개발을 진행하고 있지만 기존의 데이터로는 SMR의 중장기적 비용, 성능, 안전성 등을 예측하는 데에는 한계가 있을 수 있으며 이러한 불확실성은 추가적인 비용과 시간 소모를 불러올 수도 있습니다.
Q. 플라스틱이 환경에서 잘 분해되지 않는 이유를 화학 결합 관점에서 봤을때?
안녕하세요. 정종하 전문가입니다.환경에서 잘 분해가 되지 않는 플라스틱은 원유에서 정재되어 만들어진 탄소 결합으로 고분자 결합에 의해 자연에서 결합을 끊어 분해 되는데 시간이 오래 걸린다는 이야기이고 질문자님의 화학 결합의 세기에 의해 분해 차이는 있겠지만 큰 차이는 없습니다. 화학 결합의 세기는 공유결합>수소결합>이온결합>금속결합 순입니다.일반적인 플라스틱이 분해되지 않는 이유는 플라스틱이 분자량이 큰 고분자이기 때문입니다. 일반적인 플라스틱이 분해되지 않는 이유는 플라스틱이 분자량이 큰 고분자이기 때문입니다. 분해가 되려면 분자들이 엮인 사슬이 절단되어 분자량이 작아져야 하는데, 고분자일수록 결합 사슬을 끊기 위해서는 많은 에너지가 필요합니다. 자연적으로는 끊기가 어려운 것이죠
Q. 무기를 개발할때 테스트는 어떤식으로 진행을 하나요?
안녕하세요. 정종하 전문가입니다.폭발력이나 타격 정밀도 기타 가혹 환경에서의신뢰성, 사용자 편의성 등을 확인 합니다만,상세 테스트 내역과 결과는 공개하지 않습니다.
Q. 원유가 매장되어 있는 토지는 일반 토지와 어떤 점에서 다른가요?
안녕하세요. 정종하 전문가입니다.일반적으로 원유가 표층까지 나오지 않는다면 알 수가 없습니다. 다만 표층까지 올라왔는것을 가정하면 검은색 흙 또는 원유가 올라온 모습이 보이는 차이가 있습니다.
Q. 땅에서 나온 석유는 바로사용이안되는건가요?
안녕하세요. 정종하 전문가입니다.땅에서 바로 나온 석유는 불순물 등이 많아 바로 사용 할 수 없습니다.이에 정제를 통해 사용 할 수 있는 정제 과정을 거쳐 사용하게 됩니다. 상세 내용은 하기 참고 바랍니다.육지나 바다에서 퍼 올린 석유를 원유라고 합니다. 원유는 탄소와 수소의 화합물이 섞여 있는 액체 혼합물로서 황이나 질소 등의 불순물도 소량 포함하고 있다.원유에 포함된 불순물은 연소할 때 환경오염을 일으키는 기체로 변한다.원유의 성분 물질들은 끓는점과 발화점이 서로 다르므로 한 가지 용도로 사용하기 어렵다. 그러므로 원유를 효율적으로 이용하려면 불순물을 제거하고 비슷한 성질의 성분끼리 분리하여 사용해야 하는데, 이 과정을 원유의 '정제'라고 한다.원유를 정제하는 대표적인 방법은 분별 증류로서, 각 성분 물질을 끓는점 차이에 의해 분리한다.원유를 분별 증류탑에 넣고 가열하면 가장 높은 곳에서는 끓는점이 높은 물질과 낮은 물질 중 어느 쪽이 얻어질까? 끓는점이 낮다는 것은 낮은 온도에서도 쉽게 끓는다는 것이다. 따라서 끓는점이 낮은 석유 가스는 가장 먼저 끓어 증류탑 꼭대기까지 도달하게 되지만, 끓는점이 높은 물질은 중간에 다시 액체로 되어 떨어진다.증류탑 내부는 여러 칸막이로 나누어져 있어서 끓는점에 따라 석유 가스, 나프타(휘발유), 등유, 경유, 중유의 순으로 분리된다.