K-원자력전지, 300 ㎞ 우주 저궤도 '합격'…2030년 마무리
한국원자력연구원(KAERI)이 개발한 원자력전지(ETG, Electrically-heated Thermoelectric Generator)의 우주 저궤도(지표면 300㎞ 상공) 성능 시험이 마무리됐다. 원자력연은 2022년 11월부터 지난 5월까지 18개월 간 누리호에서 원자력전지의 전기 출력을 얼마나 잘 유지하는지를 검증했다. 원자력전지 개발을 책임진 동위원소연구부 홍진태 부장은 "지난 2016년 기술 개발을 시작한 이래 여기까지 오는데 장장 9년이 걸렸다"며 "시험 결과 합격점을 받았다"고 9일 말했다. 원자력연은 이를 기반으로 오는 2030년까지 최악의 우주환경에서 최대 300㎽까지 출력을 끌어올리는 연구를 진행, 우리나라 달 착륙선(2032년 발사)에 활용할 계획이다. 이번에 검증한 ETG는 열출력 10W급 소형 원자력전지다. 플루토늄 동위원소(Pu-238)를 열원으로 한다. 열을 전기로 변환하는 열전소자, 전지 내부의 열 손실을 막고 열을 전달하는 열제어 구조체로 구성됐다. 홍진태 동위원소연구부장은 "출력 감소나 부품 고장 없이 약 120㎽ 전력을 지속 생산하는 것을 확인했다"며 "지구 저궤도에서 방사성물질 사용을 금하는 UN 국제규범에 따라 방사성동위원소 열원을 전기 히터로 대체해 검증했다"고 말했다. 홍 부장은 또 "발사 충격이나 발사때 페어링 분리시 충격 등을 감안해 원자력전지를 보호하느라 출력을 120㎽로 낮춰 올려 보냈다"고 덧붙였다. 홍 부장은 "달에서는 낮과 밤이 각각 14일인데다 밤 온도가 영하 170℃까지 떨어져 극한 환경에서의 추가 시험이 필요하다"며 "오는 2030년까지 최대 300㎽까지 출력을 높이고, 발사체 등의 추락 사고 등이 발생할 경우 동위원소의 안전성을 확보하는 문제 등을 풀어낼 계획"이라고 말했다. 한편 유럽우주국(ESA)는 2030년대 달 착륙선 탑재를 목표로 아메리슘 동위원소(Am-241) 기반 원자력전지를 개발 중이다.
