Deep Fission Plans to Sink Nuclear Reactors Deep Underground
The company hopes reactors in boreholes will be safer and cheaper
By dropping a nuclear reactor 1.6 kilometers (1 mile) underground, Deep Fission aims to use the weight of a billion tons of rock and water as a natural containment system comparable to concrete domes and cooling towers. With the fission reaction occurring far below the surface, steam can safely circulate in a closed loop to generate power.
이 회사는 시추공의 원자로가 더 안전하고 저렴할 것으로 기대합합니다.
지하 원자로에 대한 규제 완화가 과제
딥 피션(Deep Fission)은 원자로를 지하 1.6km(1마일) 깊이에 매설함으로써 10억 톤의 암석과 물의 무게를 콘크리트 돔이나 냉각탑에 버금가는 천연 격납 시스템으로 활용하는 것을 목표로 합니다. 핵분열 반응이 지표면 훨씬 아래에서 일어나기 때문에 증기는 폐쇄 루프를 따라 안전하게 순환하여 전력을 생산할 수 있습니다.
캘리포니아에 본사를 둔 이 스타트업은 지난 10월, 데이터센터 개발업체, 산업단지, 그리고 기타 (대부분 공개되지 않은) 전략적 파트너들과 함께 12.5기가와트 규모의 전력 공급을 위한 비구속적 의향서에 서명했다고 발표했습니다. 초기 투자처는 캔자스, 텍사스, 유타에 고려되고 있습니다. 개별 계약 규모는 1GW 미만에서 2GW까지 다양하며, 서버 냉각에 물을 사용하지 않는 고효율 데이터센터를 구축하는 엔데버(Endeavour)의 에지드(Edged) 사업부 와의 2GW 규모 계약도 포함되어 있습니다.
Deep Fission의 소형 모듈형 원자로(SMR)인 Gravity 는 높이 9m 로 설계되었지만 , 약 0.75m 너비의 시추공에 들어갈 만큼 얇은 두께를 유지합니다. Deep Fission은 모듈형 방식을 통해 여러 대의 15MW 원자로를 한 부지에 클러스터링할 수 있다고 설명합니다 . 10개의 원자로 블록은 총 150MW의 용량을 제공하며, Deep Fission은 더 큰 규모의 그룹화를 통해 최대 1.5GW까지 확장할 수 있다고 주장합니다.
Deep Fission은 100개의 지하 원자로를 배치하면 단일 장소에서 1.5GW의 전력을 생산할 수 있다고 밝혔습니다. 출처 이미지: Deep Fission
딥피션(Deep Fission)은 지질학적 심도를 격납 용기로 사용하면 원자력 에너지를 더 저렴하고 안전하게 만들 수 있으며, 기존 발전소의 설치 면적보다 훨씬 작은 규모로 수개월 안에 가동할 수 있다고 주장합니다. 그럼에도 불구하고, 독립 전문가들은 지하 설계가 규제 및 실용성 측면에서 불확실성을 야기한다고 지적합니다.
Deep Fission의 설립자인 리즈 뮬러 는 "세 가지 기존의 성숙한 기술을 아무도 생각하지 못했던 방식으로 결합했다는 점에서 우리는 독보적입니다."라고 말합니다 . 수 킬로미터 깊이의 유정까지 안정적으로 도달하는 동일한 석유 및 가스 시추 기술을 원자로 에도 적용할 수 있으며 , 증기를 사용하여 열을 지표면으로 전달하여 발전하는 지열 방식도 있습니다. 원자로를 심해에 위치시키면 약 160기압의 압력이 가해집니다. 이는 기존 원자로 내부와 동일한 조건입니다. 이 압력은 방사성 냉각수나 증기가 심해에 머물도록 하는 자연적인 밀봉을 형성하여 누출이 지표면으로 유출되는 것을 방지합니다.
Deep Fission은 미국 에너지부의 원자로 시범 프로그램 에 참여하는 여러 소형 원자로(SMR) 기업 중 하나로 , 2026년 7월 신속 승인 절차를 통해 최초로 자립형 연쇄 반응을 생성하는 초기 임계 달성을 목표로 합니다. 오클 로( Oklo) 와 카이로스 파워 (Kairos Power)와 같은 일부 업계 기업들이 새로운 원자로를 설계하고 있는 반면, Deep Fission은 현재 미국에서 운영 허가를 받은 95기의 원자로 중 64 기와 유사한, 쉽게 구할 수 있는 저농축 우라늄 연료를 사용하는 표준 가압경수로(PWR)를 선택했습니다.
PWR을 지하에 매설한다는 아이디어는 뮐러가 핵폐기물 저장을 위한 시추공 처분 기술을 개발하기 위해 설립한 회사인 딥 아이솔레이션(Deep Isolation) 에서 이전에 수행했던 작업에서 비롯되었습니다 . 그녀는 어느 날 한 고객이 다음과 같은 가상의 시나리오를 제기했던 것을 기억합니다. 누군가 실수로 폐기물 대신 신선한 우라늄 연료를 지하에 매설한다면, 그 압력으로 인해 연쇄 반응이 일어날 수 있을까요? 뮐러는 "정답은 '아니요'입니다."라고 말합니다. "지하 1마일(약 1.6km) 깊이의 단일 연료 집합체로는 임계 상태가 되지 않습니다. 하지만 계산을 진행하면서 지하 1마일(약 1.6km) 깊이의 시추공에 원자로가 필요한 조건을 실제로 갖추고 있다는 것을 알게 되었습니다."
딥파이션의 원자로는 1.6km 깊이의 시추공 바닥에서 작동하여 증기를 위로 보내 터빈을 구동합니다. 딥파이션
Deep Fission의 안전 사례는 석유 및 가스 시추 선례를 바탕으로 합니다. 뮐러는 물이 암석과 토양을 포화시키는 상부 지하수층을 언급하며 "석유 및 가스 산업은 지하수면을 보호하는 방법을 보여주었습니다."라고 말했습니다. "그들은 시추공에서 정말 끔찍한 물질이 나오고 있습니다. 우리 시추공에서는 깨끗한 물만 나오기 때문에 방사능은 바닥에 그대로 남아 있고, 지열 발전처럼 깨끗한 뜨거운 물만 나옵니다."
지하 부지 선정은 항공기 충돌, 차량 충돌, 토네이도, 허리케인, 홍수 등 지상 원자로에 발생할 수 있는 여러 잠재적 위험을 제거합니다. 뮐러는 최악의 시나리오조차도 원자로나 시추공에 경제적 손실을 초래할 수 있지만, 인간이나 환경에는 영향을 미치지 않는다고 주장합니다. 만약 지진으로 부지가 파괴된다면, "시추공 바닥을 봉쇄하고 시추공을 막으면 폐기물을 안전하게 처리할 수 있습니다."라고 그녀는 말합니다.
딥파이션의 원자로는 1.6km 깊이의 시추공 바닥에서 작동하여 증기를 위로 보내 터빈을 구동합니다. 딥파이션
지하 원자로에 대한 규제 과제
이 회사는 기존 원자력 규제 위원회 (NRC) 규정 에 따라 원자로 허가를 받을 것으로 예상하지만 , 해당 기관은 지하에 설치되고, 주변 지질에 의존하여 격납하고, 원격으로 모니터링하는 설계를 평가하기 위해 보충 검토 지침이 필요할 가능성이 높습니다. 현재 원자로 규정에서는 아직 이러한 부분을 자세히 다루지 않습니다.
독립 전문가들은 가능성과 과제를 모두 보고 있습니다. 용융염 기반 SMR 설계 경험이 있는 원자력 엔지니어인 레슬리 드완은 원자로를 지하 깊숙이 배치하면 "차폐, 격납, 부지 설계의 매개변수가 바뀌어 지상 인프라를 간소화하고 건설을 간소화할 수 있다"고 말합니다. 특히 Deep Fission이 보안, 설치 면적, 비용 측면에서 모두 만족할 수 있다면 더욱 그렇습니다. Deep Fission은 실제 규모의 원자력 발전소에 비해 전체 비용을 70~80% 절감할 수 있다고 주장합니다. 딥피션의 예상 균등화 발전 비용은 메가와트시당 50~70달러로 , 발전소 수명 기간 동안 발생하는 비용을 충당하는 평균 가격으로 다른 SMR의 추정 평균 보다 낮습니다 .
하지만 드완은 이 개념이 아직 기술적으로 미지수에 직면해 있다고 경고합니다. "안전과 격리를 위해 주변 지질에 의존하는 설계는 암석층의 안정성, 지하수 이동, 열 전달 , 그리고 장기적인 부지 안정성을 포함한 지하 거동에 대한 심도 있는 이해를 입증해야 합니다."라고 드완은 말합니다. "모니터링, 접근, 그리고 해체와 관련된 운영상의 고려 사항도 있습니다. 하지만 이러한 사항들이 반드시 걸림돌이 되는 것은 아닙니다. 엄격한 엔지니어링과 신중한 계획을 통해 모두 해결할 수 있는 영역입니다."
지하 구조는 운영을 복잡하게 만들 수도 있습니다. 아이다호 주립대학교 이공대 부학장 겸 원자력공학 교수 인 메리 루 던직-구거는 재래식 PWR 사용을 "고체"라고 부르지만, 원자로를 지하 깊은 곳에 설치하는 것은 그다지 유망하지 않다고 말합니다. 그녀는 "지하 배치가 생성되는 방사선을 차단하는 데는 도움이 되지만, 원자로를 지상으로 가져와 작업자들에게 대체 차폐막을 제공해야 하기 때문에 원자로의 유지보수 및 연료 재장전이 복잡해질 것입니다."라고 말합니다.
Dunzik-Gougar는 발전용 물을 원자로에 보내고 증기를 지상으로 보내려면 배관이 필요하며, 이 배관은 고장 나거나 열이 손실될 수 있다고 말합니다. 지상에서 원격으로 원자로를 운전하고 제어하려면 광범위한 케이블이나 무선 통신이 필요하며 , 이는 다시 잠재적인 고장 지점을 발생시킵니다. 원자로, 운전원, 유지보수 인력, 그리고 지상에 설치된 지원 장비 간의 특이한 구성과 거리를 고려할 때, 인허가 절차 또한 까다로울 수 있습니다.
각 Gravity 장치는 15MW의 전력을 생산하도록 설계되었지만, 여러 장치를 배열하면 기가와트 규모의 전력 수요를 충족할 수 있습니다. 심층 핵분열
Deep Fission의 확장 계획
딥 피션은 2024년 400만 달러 규모의 자금 조달을 통해 스텔스 모드에서 벗어났습니다. 올해 새로운 연방 행정명령으로 미국 에너지부(DOE)의 첨단 원자로 개발 일정이 앞당겨지면서 딥 피션의 목표 목표가 2029년에서 2026년으로 변경되었습니다. 딥 피션은 역합병 거래를 완료하고 사모를 통해 3천만 달러를 조달했습니다.
Deep Fission은 최소한 첫 번째 원자로를 소유하고 운영할 계획이지만, 그 이후에는 다른 사업 모델을 추진할 가능성도 있습니다. 뮐러는 "현재 전기 수요가 엄청납니다. 유연한 모델을 통해 모든 시설을 직접 건설, 소유, 운영할 때보다 더 빠르게 성장할 수 있습니다."라고 말했습니다. "물론 이점이 있다는 것을 알고 있지만, 국제적인 확장과 여러 원자로를 건설할 수 있는 대역폭 측면에서는 인허가 모델이나 원자로 판매를 유연하게 추진하는 것이 중요하다고 생각합니다."
이 회사는 향후 몇 달 안에 원자로 설계를 완료하고 시범 부지를 확정할 계획입니다. 뮐러는 시추공을 굴착하고, 캐니스터를 내리고, 핵연료를 장전한 후 2026년에 원자로를 지하 임계점에 도달시키는 것이 계획이라고 밝혔습니다. 유타주, 텍사스주, 캔자스주에 위치한 부지는 최초의 상업 규모 프로젝트의 유력 후보지로, DOE 와 NRC의 승인 속도에 따라 2027년 또는 2028년에 건설을 시작할 수 있습니다. 딥피션은 2026년에 1호기 부품 생산을 시작할 예정이며, 일반적인 장기 납기 품목 외에는 큰 병목 현상은 없을 것으로 예상합니다.
"2026년 7월 4일 목표를 달성하는 것은 우리뿐만 아니라 모두에게 매우 어려운 일이 될 것입니다. 하지만 제가 정말 확신하는 것은 2026년에 이 시험용 원자로를 건설할 수 있다는 것입니다."라고 뮐러는 말합니다. "미국 에너지부의 시험 프로그램이 없었다면 우리는 훨씬 더 느린 일정으로 진행되었을 것입니다."
![[멍청대전] 이재명 정청래 찌라시](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhvj8NLPYJ1gEisr6Ot9i-Yl14SuFAj6-b7TFzqN-3IklvY01O5sL4dR5Kpqn9rJXoIyVQWvDlZw6iIGuI1sZID_ZeNsyTL72bBrNXaTM6JrNLm5GZjjK5wEgNILRV3mPG02G-KlMaCXHXxHZgC5XFrSOMDw6Qm802sOv9WIy187fs3FSisLSS-6LYgSVQ/w72-h72-p-k-no-nu/ttt.jpg)
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