원자력에너지는 비단 발전에만 쓰이는 게 아니다. 방사선을 이용한 식품 멸균과 의료, 비파괴 검사 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 최근에는 농생명과학 분야와의 융합을 통한 고부가가치 신산업들이 블루오션으로 떠오르고 있다.




농생명과학 혁신

지난 2월 한국원자력연구원의 국내 제1호 연구소기업 콜마B&H가 코스닥에 상장되며 방사선융합기술(RFT)이 세간의 주목을 받았다.

원자력연의 방사선 융합기술을 적용한 이 회사의 기능성 화장품과 건강보조식품이 기술적·산업적 가치를 인정받으면서 향후 원자력 기술 시장에서 방사선 융합기술이 큰 성장 가능성을 지닌 블루오션으로 떠오를 것이라는 전망이 제기되고 있는 것.

구체적으로 방사선 융합기술은 방사선기술(RT)과 정보기술(IT), 바이오기술(BT), 나노기술(NT), 환경기술(ET) 등을 융합한 첨단 융복합 기술을 뜻한다. 방사선 신약 개발을 비롯해 방사선 헬스케어 기술, 방사선 융합 친환경기술 등이 여기에 속한다.

이 분야의 선두주자는 원자력연 첨단방사선연구소다. 현재 방사선 융합기술을 활용해 국내 종자산업과 농생명과학의 발전을 이끌며 신산업 육성에 기여하고 있다. 또한 고부가가치 방사선 기기 산업 양성을 목표로 국내 유관기업들의 경쟁력 강화에도 다각적 노력을 전개하고 있는 상태다.

특히 첨당방사선연구소에서 주목하고 있는 분야는 RT와 BT의 융합에 기반한 방사선 돌연변이 육종기술이다. 이를 위해 고부가가치 화훼·원예작물과 고기능성 식·의약용 식물 유전자원, 친환경 바이오산업 소재용 생물자원개발에 핵심 역량을 집중하고 있다.

방사선 돌연변이 육종은 글자 그대로 방사선으로 돌연변이를 유발, 유용한 형질을 가진 새로운 식물 자원을 만들어내는 것이다. 식물의 종자나 묘목에 방사선을 조사(照射)해 유전자 및 염색체 돌연변이를 유발한 뒤 후대에서 우수한 형질의 변이체를 선별, 유전적 고정 과정을 거치면 신품종이 개발된다. 방사선을 활용, 자연 상태에서는 흔치 않은 돌연변이의 발생 빈도를 높임으로써 우수 형질의 품종 개발 가능성을 제고하는 것이라 이해하면 된다.

이 방법은 외래 유전자를 인위적으로 이식하는 유전자변형기술(GMO)에 비해 안전성 논란에서 자유롭기 때문에 선진국을 중심으로 식량 작물과 화훼류, 과수류의 신품종 개발에 활발히 적용되고 있다.

강시용 방사선육종연구팀장은 “지난 2000년부터 벼와 콩, 국화, 무궁화 등 식량 작물, 기능성 작물, 화훼류의 신품종 30여종을 독자 개발해 전국 농가에 보급했다”며 “장미와 포인센티아를 국산 신품종화해 종자 로열티 문제에 기여하는 한편 난을 포함한 국내 자생식물의 부가가치 향상 효과도 거뒀다”고 설명했다.




이외에도 연구팀은 친환경 바이오 소재와 차세대 사료용 작물로 각광받고 있는 케나프의 신품종 ‘장대(掌大)’를 개발, 지난 2013년 민간기업에 품종실시권을 이전함으로써 대량생산의 길을 열었다.

강 팀장은 “지난해초 연구소 내에 설립한 방사선육종연구센터를 주축으로 전략작물의 신품종 개발과 국내·외 산업화, 산학연 협력 연구 및 기술지원을 고도화해 나갈 것”이라며 “지금껏 시도하지 못했던 해조류나 버섯류 등의 유용 유전자원으로도 연구 범위를 지속 확대해 나갈 방침”이라고 전했다.

이렇게 오는 2020년까지 세계 5위의 방사선 육종 기술력을 확보하고, 세계 8위의 돌연변이 품종 개발 성과를 달성해 연간 1.5조원 이상의 경제적 파급효과를 창출하는 것이 연구팀의 궁극적 목표다.

이 목표의 달성에는 올 하반기 준공을 앞둔 원자력연 방사선기기 팹센터가 상당한 추진동력을 제공할 전망이다. 향후 센터에서는 열악한 국내 방사선 기기 연구환경과 중소기업들의 역량을 강화하는 한편 전량 수입에 의존하고 있는 방사선 기기들의 국산화에 주력할 예정이다. 이를 통해 수입대체 효과와 무역 역조 완화는 물론 핵심부품의 단가인하로 인한 의료비 경감과 의료산업 경쟁력 확보 효과도 기대하고 있다.

차형기 원자력연 방사선기기연구부장은 “팹센터를 방사선기기 산업 육성의 요람이자 방사선 기기 국산화와 기업 지원의 전초기지로 활용할 계획”이라며 “그중에서도 대당 수십억 원에서 수백억 원대에 이르는 방사선 암 치료기와 핵의학 영상기기, 보안검색장치의 국산화를 당면 과제로 삼고 있다”고 밝혔다.

차 부장은 또 “소량 다품종 산업구조를 띠는 방사선 기기 산업은 숙련도에 따라 성능과 특성에 차이를 보인다”면서 “팹센터의 활동은 중장기적으로 전문 인력 양성을 통한 국내 전문기업 육성과 신규 일자리 창출로 이어질 것”이라고 덧붙였다.




토종 중소형 원자로 ‘스마트’

방사선 융합 기술에 더해 원자력연은 중소형 원자로 ‘스마트(SMART)’의 활약에도 큰 기대를 감추지 않고 있다. 지난 3월 박근혜 대통령의 중동순방 당시 미래창조과학부와 사우디아라비아 원자력·신재생에너지원이 ‘한-사우디 SMART 파트너십 및 공동 인력 양성’을 위한 양해각서를 체결했기 때문이다.

1950년대 미국과 구 소련, 영국 등이 상용원전의 가동을 시작한 이래 반세기동안 원자력 발전은 대용량, 고출력을 추구해왔다. 그러나 최근 들어 막대한 건설비와 송·배전 시설 등이 수반되는 대형 원전의 도입이 부적합한 국가들을 필두로 중소형 원전에 대한 관심이 확대되고 있는 추세다.

김종경 한국원자력연구원장은 “대형 원전 일변도의 원전 산업에서 틈새시장 공략의 일환으로 개발된 중소형 원전이 향후 세계 원전을 주도할 것으로 예견된다”며 “관련시장의 선점은 곧 막대한 경제효과로 직결될 수 있다”고 말했다.

이미 우리라나는 아랍에미리트(UAE)의 상용 원전과 요르단의 연구용 원자로 수출로 국제적 원전 기술력을 인정받았지만 사우디와 공동 추진하는 이번 스‘ 마트 상용화 및 시범 원자로 건설’ 프로젝트는 스마트의 수출길을 본격 열어젖힐 수 있다는 점에서 중요한 의미를 갖는 것이다.

전문가들은 이 같은 중소형 원전의 예상 수요가 2030년까지 18.2GWe에 달할 것으로 보고 있다. 향후 15년간 100MWe급 중소형 원자로가 매년 10기 이상 건설될 것이라는 얘기다.

주요 잠재고객은 원자력 발전을 희망하지만 지리적, 경제적 여건상 대형 원전 도입이 여의치 않는 국가들이다. 경제규모가 작아 1기당 건설비가 3조원이 넘는 대형 원전 건설에 부담을 느끼는 개발도상국, 국토는 넓고 인구밀도는 낮은 인구 분산지형 국가, 소규모 전력망을 갖춘 국가 등이 그 실례다. 이들 국가는 1기의 대형 원전보다 다수의 중소형 원전을 분산 배치하는 것이 훨씬 효용성이 높다.

이에 더해 중소형 원전은 노후화가 진행되는 기존 소형 발전소의 대체재로서의 수요도 상당할 전망이다. 실제로 현재 전 세계 발전소 12만7,000기 중 96.5%가 300MWe 이하의 소형이다. 또한 이중 30년 이상 운전한 화력발전소만 약 1만8,000기에 이른다. 그런데 석유, 석탄, 천연가스를 연료로 사용하는 화력발전소는 막대한 이산화탄소(CO2)를 배출하기 때문에 폐기 후 중소형 원전으로 대체하려는 국가들이 적지 않다.

정부는 이미 1997년 이런 가능성에 주목, 스마트의 연구개발을 시작했으며 20여 년간 3,477억원의 연구비와 연인원 1,700여명을 투입해 순수 국내기술로 독자개발을 완료했다. 그리고 2012년 표준설계인가를 획득함으로써 세계적으로도 앞선 기술력을 인정받고 있다.

표준설계인가는 인허가 기관인 원자력안전위원회가 원자로의 설계에 대한 안전성을 종합적으로 심사해 인허가를 내주는 제도로, 이를 획득한다는 것은 동일한 설계의 원자로를 반복 건설할 수 있음을 의미한다.

최순 원자력연 소형원자로개발단장은 “이번 사우디와의 MOU에는 스마트 시범 원자로의 건설 전 상세설계, 사우디 내 2기 이상의 스마트 건설, 제3국 공동수출 추진 등의 내용이 담겨 있다”며 “현재 파트너십 1단계에 대한 협력을 준비하고 있다”고 밝혔다.






10% 우리나라 방사선 기술 활용도의 비(非)발전 분야 비중. 일본은 50%, 미국은 70%에 달한다.

http://popsci.hankooki.com/Article/ArticleView.php?UID=10183970

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