중국은 세계 최초의 하이브리드 핵 반응기 가속기를 개발 중이며, 이 장치는 연료 주입실에서 방사성 폐기물까지 파괴할 수 있다

중국이 세계 최초의 상업용 가속기 기반 초임계 반핵 원자로를 개발하고 있다

새로운 종류의 핵 설비인 가속기 구동 반핵 원자력(ADS)은 아직 실험실 프로토타입 단계에 머물러 있었다. 중국 과학자들은 이제 이를 산업적 적용으로 옮기는 첫 발걸음을 내디딘다.

ADS란 무엇인가?
- 반핵: 핵분열 연쇄반응이 자체적으로 유지되지 않는다.
- 외부에서 구동: 고에너지 양성자(또는 다른 입자) 흐름을 빛보다 빠른 속도로 가속시켜 연소 표적에 충돌시키고, 그 결과 생성된 중성자가 원자로 내에서 분열을 “지지”한다.
- 장점:
- 수십만 년이 걸리던 장기 방사성 폐기물의 수명을 약 1 000년으로 단축
- 토륨 사용 가능 (지구상에서 우라늄보다 거의 10배 더 풍부)
- 전통 원자로보다 100배 효율적으로 우라늄을 태울 수 있음

CiADS 프로젝트
- 주최: 중국 과학원과 현대 물리 연구소, 국가 핵 기업 협력
- 명칭: China Initiative Accelerator Driven System (CiADS)
- 주요 구성 요소:
1. 초전도 직선 양성자 가속기(에너지 250–500 MeV)
2. 납‑비스무트 액체 합금 연소 표적
3. 빠른 중성자 스펙트럼을 유지하기 위해 액체 금속 냉각된 반핵 원자로
- 작동 방식: 양성자가 표적에 충돌 → 수백만 개의 빠른 중성자 생성 → 이들이 원자로에 들어가 자체 연쇄반응 없이 제어 가능한 연쇄를 지원

기술 세부 사항
| 매개변수 | 값 |
|---|---|
| 프로토타입 총 열량 | ~10 MW (가속기 2.5 MW + 원자력 7.5 MW) |
| 건설 위치 | 광둥성 후이저우시 |
| 일정 | 건설 2021–2026년(가속기 설치 완료 2026년) |
| 최초 가동 시스템 | 2027년 예상 |

왜 중요한가?
- 친환경적이고 안전한 에너지: ADS는 자체 연쇄반응을 허용하지 않아 예측 가능하고 위험이 낮음
- 폐기물 부피 감소: 장수명 방사성 원소를 짧은 수명의 동위원소로 효과적으로 전환해 우라늄‑238을 거의 재활용하고 지질 저장소 부담을 줄임
- 토륨의 이점: 더 넓은 토륨 매장량 덕분에 토륨 기반 원자로는 수입 우라늄에 의존하지 않음

다음 단계?
중국은 상업용 메가와트급 ADS 시연기를 선보이는 최초 국가가 될 준비를 하고 있다. 이는 폐쇄형 핵 사이클과 지구 자원의 지속 가능한 이용으로 가는 길을 열어준다. 러시아에서는 이미 다른 유형의 고속 원자로(브레스트‑오드‑300, MBIR) 개발이 진행 중이지만, 그 개념은 중국의 ADS 접근 방식과 다르다