외부 중성자원에 의하여 가동하는 원자력 배터리의 설계 및 분석

전문가 제언

○ 현재까지 우주탐사 미션에 사용되는 우주 원자력발전은 주로 방사선동위원소열전기발전기(RTG: Radioisotope Thermoelectric Generator)와 우주원자로시스템(SNR: Space Nuclear Reactor System)을 포함한다. RTG는 방사능 동위원소가 붕괴할 때 발생하는 열을 Seebeck 효과를 이용해 전기로 전환한다. RTG는 Cassini와 New Horizon 미션에 참가한 경험이 있다. RTG는 모듈화, 작은 크기, 장수명, 환경에 적응하는 장점이 있으나, 최대 열출력이 10㎾에 크게 못 미친다. SNR는 임계안전, 제어의 복잡성, 큰 질량과 같은 많은 단점으로 인하여, 안전과 우주선의 운반용량의 요건을 만족하려면 엄밀한 설계가 요구된다.

 

○ 본 논문은 NBDEx(Nuclear Battery Driven by External neutron source system)로 불리는 새로운 원자력발전시스템을 제안하였다. NBDEx는 동위원소 중성자원에 의하여 가동되는 수 개의 미임계 연료 모듈로 구성된다. 사용 중인 RTG와 비교하여 NBDEx는 높은 출력밀도를 가지며, SNR에 비하여 더 안전하고 단순한 구조를 가진다. 따라서 NBDEx는 우주탐험의 요건을 만족하며, 미래의 핵추진개발의 가능성을 제시하였다.

 

○ RTG는 우주응용 이외에도 벽지, 무인시설, 혹은 태양전지를 사용할 수 없는 장소에 축전기나 발전기에 비하여 몇 백 와트의 전기를 경제적으로 공급할 수 있다. 우리나라의 RTG 기술은 선진국에 비해 매우 낮은 수준이다. 우리나라는 대학 및 출연연을 중심으로 열전소재의 효율을 높이기 위한 연구가 진행 중이다. 예로 기계연구원은 2012년에 열에너지를 전기로 바꾸는 세계 최고 수준의 박막 열전기술과 초소형 열전 발전소자를 개발하였다. 열전변환 기술은 에너지 소비효율 향상을 기대할 수 있으며, 미래 에너지 강국을 준비하기 위하여 정부의 적극적인 관심과 투자가 필요하다고 본다.

저자

Sanbing Wang, Chaohiu He

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2014

권(호)

72()

잡지명

Annals of Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

455~460

분석자

강*무

분석물

• 외부 중성자원에 의하여 가동하는 원자력 배터리의 설계 및 분석.pdf [315,295 byte]

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