정부, 장보고 N사업 공식화 … 2030년대 중반 1번함 진수 목표20% 미만 저농축우라늄 사용 방침 제시... 고연소도 연료 관건IAEA 감시·한미 원자력협정·핵연료 조달이 변수
  • ▲ 26일 제1회 미래국방전략위원회에서 안규백 국방부 장관의 핵추진잠수함 개발 기본계획 보고를 듣고 있는 이재명 대통령.ⓒ연합뉴스
    ▲ 26일 제1회 미래국방전략위원회에서 안규백 국방부 장관의 핵추진잠수함 개발 기본계획 보고를 듣고 있는 이재명 대통령.ⓒ연합뉴스
    정부가 2030년대 중반 진수를 목표로 핵추진잠수함 건조 프로젝트 장보고 N사업을 공식화했다. 잠수함은 선체 건조를 넘어 함정용 원자로 설계와 핵연료 조달이라는 벽을 넘어야 한다. 특히 20% 미만의 저농축우라늄으로 장주기 운전을 실현한다는 정부의 기술적 과제가 시험대에 올랐다.

    27일 업계에 따르면, 안규백 국방부 장관은 26일 '제1회 미래 국방 전략위원회'에서 '대한민국 핵추진잠수함 개발 기본계획'을 보고했다.

    안 장관은 2030년대 중반 핵추진잠수함 1번함 진수를 목표로 사업을 추진한다며, 핵잠수함 원자로의 핵연료는 농축도 20% 미만 저농축우라늄을 사용한다고 밝혔다. 또한 핵연료 교체를 최소화하기 위해 장주기 운전이 가능하게 개발하겠다고 강조했다.
  • ▲ 26일 '신채호함' 내부 전투지휘실에서 안보 대비 태세를 점검하고 있는 이재명 대통령.ⓒ청와대
    ▲ 26일 '신채호함' 내부 전투지휘실에서 안보 대비 태세를 점검하고 있는 이재명 대통령.ⓒ청와대
    ◇ 핵심은 원자로, "SMR 5만kW급 축소·실증 자료부터 만들어야"
    사업의 핵심은 핵추진잠수함의 심장인 원자로다.

    이와 관련해 서균렬 서울대 원자핵공학과 교수는 "육상용 소형모듈원전(SMR) 기술을 잠수함용 5만kW급 소형 원자로로 전환하려면 육상용 i-SMR을 5만kW 정도로 더 줄여야 하고, 크기와 연료, 냉각재도 달라져야 한다"라며 "특히 해상 환경에서도 사고가 나지 않는다는 것을 증명해야 하는데 처음부터 그런 자료를 만들어야 하므로 시간이 필요할 것"이라고 진단했다.

    조선업계에 따르면, 차폐 등 선체 구조물 제작 기술과 저소음 추진기에 관한 연구는 상당 부분 진행된 상태다. 하지만 심해의 진동과 충격, 급격한 출력 변화를 견디는 원자로를 결합하는 것은 기존 디젤 잠수함 건조에 비해 기술 복잡도가 크게 상승한다고 분석한다. 최대 변수는 핵연료의 안정적인 조달이 될 것으로 보고 있다.

    설계는 원자로 원천 기술을 가진 한국원자력연구원과 선박용 SMR을 연구해 온 조선사의 협력으로 이뤄질 전망이다.

    ◇ 20% 미만 저농축우라늄 사용 … 고연소도 연료가 관건
    정부는 핵잠수함 원자로의 핵연료를 농축도 20% 미만 저농축우라늄을 사용하겠다고 밝혔다. 미국과 영국의 핵잠수함은 고농축우라늄을 사용하기 때문에 30년 이상 무교체 운항이 가능하지만, 한국은 국제 비확산 체제를 준수하기 위해 제약을 감수해야 한다.

    제한된 농축도로 장주기 운전을 달성하기 위해선 연료 효율을 올리는 고연소도 연료 가공 기술과 장수명 노심 설계가 필요하다. 프랑스의 경우 20% 미만의 저농축우라늄으로 핵잠수함을 운용하고 있지만 10년마다 연료를 교체해야 하는 상황이다.
  • ▲ 브라질 리우데자네이루주 이타구아이 해군기지에서 진수식을 한 1870t급 토넬레루 호.ⓒAFP=연합뉴스
    ▲ 브라질 리우데자네이루주 이타구아이 해군기지에서 진수식을 한 1870t급 토넬레루 호.ⓒAFP=연합뉴스
    ◇ 브라질 사례 적극 참고 … "공격 잠수함(SSN) 논리 세워야"
    기술적인 개발과 더불어 IAEA(국제원자력기구)의 동의를 얻어내는 외교전도 핵심 변수다.

    현재 핵확산금지조약과 한-IAEA 전면 안전조치 협정에 따르면, 우리 정부는 '안전 조치 의무'가 있다. 다만, 핵무기 제조 이외의 군사적 목적으로 사용할 경우 안전조치 의무가 해제될 수 있고 별도의 약정 체결이 필요하다.

    최근 브라질은 프랑스의 기술 지원을 받아 20% 미만 저농축우라늄을 사용하는 핵잠수함을 자체 건조 중이다. 반면, 고농축우라늄 핵잠수함 도입을 확정한 호주는 핵무기 전용이 될 수 있어 IAEA 내에서도 반대 여론이 존재한다. 정부 역시 브라질의 사례를 적극 참고할 것으로 보인다. IAEA 협력에 대해 서 교수는 "우라늄 농축부터 잠수함 장착까지 일련의 모든 활동을 투명하게 하겠다는 뜻"이라고 해석했다.

    또한 명분 확보도 강조했다. 서 교수는 "핵잠수함은 원자로와 핵무기를 모두 싣는 'SSBN'과 원자로를 동력으로만 쓰고 재래식 무기를 탑재하는 'SSN'으로 나뉜다"며 "우리가 만들려는 것은 후자이며 평화 유지를 위해 건조한다는 국제 정치적 논리로 정당화해야 한다"고 덧붙였다.