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기사입력 : 2025.11.06 14:38
- 200㎿급 핵추진 상선 설계⋯美 시울프급 잠수함 동급 출력으로 군사 전용 가능성
- 탄소중립 명분 내세운 '핵해양 전략' 가속⋯토륨 상용화로 에너지 패권 노린다
한국이 핵잠수함 도입을 위해 한미 간 협력을 강화하는 가운데, 중국이 토륨 기반의 핵추진 상선 설계안을 공개하며 해양 핵기술 경쟁에 불을 지폈다.
5일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 중국 조선 1위 업체인 중국선박그룹(CSSC) 산하 장난조선(江南造船)의 수석 엔지니어 후커이가 무역 전문지 '선박(船舶)'에 열 출력 200메가와트(㎿)급 토륨 용융염 원자로(TMSR)로 구동되는 원자력 상선의 설계를 공개했다고 전했다. 해당 선박은 1만4000개 컨테이너를 실을 수 있으며, 브레이튼 사이클을 활용한 초임계 이산화탄소 발전기로 기존보다 50% 이상 효율을 높였다.
SCMP는 "냉각수를 필요로 하지 않아 기존 원자로보다 작고 조용하며 안전하다"고 평가했다. 이번 설계는 중국이 추진 중인 토륨 원자로 상용화의 연장선으로, 핵잠수함 추진체계의 실증 단계로 해석될 가능성도 제기된다.
중국과학원은 최근 고비 사막에서 세계 최초로 토륨-우라늄 변환 실험에 성공했다고 밝혀 관련 기술 고도화에 박차를 가하고 있다.
[미니해설] 중국, '토륨 원자로 상선' 설계 공개…해양 핵기술 경쟁 본격화
한국이 한미 협력 하에 핵잠수함 도입 논의를 가속화하는 시점에, 중국이 '토륨 기반 핵추진 상선'이라는 새로운 카드를 꺼내 들었다.
홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 5일, 중국선박그룹(CSSC) 산하 장난조선의 수석 엔지니어 후커이가 열 출력 200㎿급 토륨 용융염 원자로(TMSR)로 구동되는 초대형 원자력 상선 설계안을 공개했다고 보도했다.
이번 설계안은 중국이 핵추진 기술을 '민간 상용화'의 이름으로 국제 규제를 우회하려는 의도가 깔려 있다는 분석을 낳고 있다. 장난조선은 중국 해군의 주요 잠수함을 건조해 온 핵심 조선소로, 군민(軍民) 기술 통합의 대표적 사례로 꼽힌다.
美 시울프급 잠수함과 동일한 출력…민간 위장한 군용 기술 실험 가능성도
후커이가 공개한 자료에 따르면 이 상선은 약 1만4000개 컨테이너를 탑재할 수 있는 세계 최대급 규모로, 핵연료로는 기존 우라늄 대신 토륨을 사용한다. 핵심 동력원은 열 출력 200㎿의 융용염 원자로다. 리튬·베릴륨 등의 금속 양이온과 플루오르·염소 등의 음이온이 결합한 염(鹽)을 가열해 액체 상태로 만든 냉각재를 사용하는 방식으로, 대형 냉각수 시스템이 필요하지 않다.
생성된 열은 브레이튼 사이클을 이용한 초임계 이산화탄소(sCO₂) 발전기를 통해 전력으로 변환된다. 후커이는 "열·전기 변환 효율이 45~50%로, 증기식 기존 원자로(약 33%)보다 크게 개선됐다"며 "수년간 연료 보급 없이 운항이 가능하다"고 주장했다.
SCMP는 "냉각수를 쓰지 않기 때문에 설계가 작고 조용하며, 상선 구조에 적용하기 용이하다"고 전했다. 하지만 전문가들은 "토륨 원자로는 본질적으로 군사적 응용 여지를 가진 기술"이라며 "중국이 이를 통해 잠수함 추진체계의 실증 데이터를 확보하려는 것일 수 있다"고 지적한다.
실제 이번 상선의 원자로 출력(200㎿)은 미국 해군의 최신 공격형 핵잠수함 '시울프(Seawolf)'급에 탑재된 S6W 원자로와 동일하다. 따라서 중국이 상선 설계를 명분으로 군용 핵추진체를 시험하고 있을 가능성도 배제할 수 없다.
중국은 이미 수년 전부터 원자력 추진 기술을 '민간 연구'로 전환하며 국제 감시망을 우회해 왔다. 후커이 역시 "막대한 초기 투자가 필요해 민간기업만으로는 부담이 크다"며 정부 지원 가능성을 시사했다.
중국, 토륨 원자로(TMSR) 첫 성공
중국의 토륨 연구는 최근 성과를 내고 있다. 중국과학원 상하이응용물리연구소는 지난 1일 간쑤성 고비사막에서 세계 최초로 토륨을 우라늄으로 변환시키는 2㎿급 용융염 원자로 실험에 성공했다고 밝혔다. 중국과학원은 "이 원자로는 현재 세계에서 유일하게 토륨 연료를 실제로 투입한 운용 실험로"라며 "4세대 원전 기술 상용화에 중요한 이정표"라고 강조했다.
토륨 원자로(TMSR)는 자연계에 풍부한 토륨-232를 중성자와 반응시켜 핵분열 물질인 우라늄-233을 생성하는 방식으로, 기존 우라늄 원자로보다 핵폐기물이 적고 안전성이 높다. 토륨은 희토류 채굴의 부산물로 중국 내 매장량이 우라늄보다 3배 많으며, 관련 장비의 국산화율도 100%에 달하는 것으로 알려졌다.
국제전기전자공학회(IEEE)는 "중국이 토륨을 본격 활용할 경우 사실상 무한한 연료 공급이 가능하다"고 전망했다. 이는 탄소중립과 에너지 자립을 내세운 중국의 해양·우주 전략의 핵심 동력으로 평가된다.
다만, 토륨 주기의 특성상 핵확산 위험은 여전하다. 미국 외교·안보 전문지 '내셔널인터레스트'는 "토륨 연료는 핵폭발물로 전환 가능한 우라늄-233을 생성할 수 있으므로, 국제사회가 감시체계를 강화해야 한다"고 경고했다.
이번 중국이 공개한 '토륨 상선'은 단순한 친환경 상선의 실험이 아니라, 미래 핵잠수함 추진체계의 기술적 기반을 다지는 단계로 해석된다. 이는 한미 핵잠수함 협력이 구체화되는 시점에 중국이 보여준 견제 신호로도 읽힌다.
한 해양안보 전문가는 "중국의 원자력 상선 실험은 향후 핵추진 잠수함 기술로 전이될 가능성이 높다"며 "한국 역시 기술적·정책적 대응체계를 서둘러야 한다"고 말했다.
핵기술의 상업화와 군사화 경계가 모호해지는 가운데, 동북아 해양 패권 경쟁은 이제 '핵추진 선단(艦隊)'의 시대를 향해 가속화되고 있다.
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