'세계 3번째 개발' 국산 원자력전지, 우주서 1년 반동안 거뜬히 전력 생산했다

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2024.07.11 18:14:26

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원자력연구원이 개발한 원자력전지 ⓒ한국원자력연구원

[서울=서울미디어뉴스] 배경동 기자 = 한국원자력연구원은 9일 누리호 성능검증위성에 탑재된 원자력전지가 장기적으로 안정적인 성능을 유지하고 있다고 밝혔다.

원자력전지는 방사성 동위원소의 붕괴열을 이용해 전력을 생산하는 장치다.

이 장치는 태양이나 바람과 같은 외부 동력원이 필요하지 않아 우주 환경에서 지속적으로 사용할 수 있는 안정적인 에너지원으로 꼽힌다.

2022년 홍진태 박사 연구팀은 미국과 러시아에 이어 세 번째로 원자력전지 개발에 성공했다.

해당 원자력전지는 방사성 동위원소인 플루토늄-238을 열원으로 사용하고, 열을 전기로 변환하는 열전소자와 전지 내부의 열 손실을 막는 열제어 구조체로 구성된 열출력 10W(와트)급 소형 원자력전지다.

이 전지는 2022년 6월 발사된 누리호(KSLV-Ⅱ) 성능검증위성에 탑재됐고, 4개월 동안 목표한 전기출력 120±50㎽(밀리와트)에 도달하는 것을 확인했다고 연구원은 전했다.

이번에는 2022년 11월부터 지난 5월까지 약 1년 반 동안 원자력전지가 전기 출력을 장기간 유지할 수 있는지 검증했다.

연구원은 위성 본체로부터 전달받은 원자력전지의 출력전압과 내부 온도를 지상국과의 교신을 통해 분석한 결과, 출력 감소나 부품 고장 없이 약 120mW의 전력을 지속해서 생산하는 것을 확인했다.

이는 극저온의 달 표면에서 환경 온도 모니터링이나 우주 방사선 계측 등의 임무를 수행할 수 있는 수준이라고 연구원은 설명했다.

이번 실험은 지구 저궤도에서 방사성 물질 사용을 금하는 UN 국제 규범에 따라 방사성 동위원소 열원을 전기 히터로 대체해 방사성 동위원소 붕괴열과 동일한 열을 발생시켜 진행됐다.

연구원은 앞으로 달 착륙선에 원자력전지를 탑재해 달 표면에서 전력 생산을 실증할 계획이다.

연구원은 또한 달 표면 자원 추출 등에도 원자력전지를 활용할 수 있도록 출력과 안전성을 높이는 성능 고도화 연구를 진행 중이라고 밝혔다.

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