조예연 박사는 MIT에서 소형 모듈 원자로의 경제성 향상 연구를 선도하며, 혁신적인 원자력 기술을 통해 미래 에너지 문제 해결에 기여하고 있습니다. (사진, MIT News)

 

 

 

 

미래의 원자력, 소형 모듈 원자로 경제성 향상을 위한 도전

 

MIT에서 혁신적인 연구로 원자력의 미래를 이끄는 조예연 박사

 

 

 

 

 

조예연 박사는 한국에서의 원자력 에너지 분야 경험을 바탕으로 MIT에서 소형 모듈 원자로(SMR)의 경제성을 높이는 방법을 연구하고 있습니다. 소형 모듈 원자로(SMR)는 기존 대형 원자로보다 크기가 작고 모듈화되어 있어 설치가 더 용이하고, 소규모 지역이나 기존의 전력망에 적합한 원자로입니다. 하지만 크기가 작은 만큼, 생산 비용이 상대적으로 높다는 단점이 있습니다. 조예연 박사는 금속 연료와 혁신적인 나선형 십자형 연료 설계를 통해 원자로 효율성을 극대화하려고 합니다. 이 연구는 소형 원자로가 기존의 대형 원자로보다 저렴하게 전력을 생산할 수 있는 가능성을 제시하고 있습니다.

 

어린 시절부터 기하학에 큰 흥미를 느꼈던 조예연 박사는, 고등학교 시절 "기하학적으로 생각하는 것"에 빠졌고, 오늘날 그녀의 연구에 기하학이 중요한 역할을 하고 있습니다. MIT에서 교수 코로시 쉬르반(Koroush Shirvan)의 지도 아래, 그녀는 새로운 형태의 금속 연료를 개발하여 소형 원자로가 더 많은 전력을 생성할 수 있도록 하는 방법을 찾고 있습니다. 코로시 쉬르반 교수는 MIT의 원자력 과학 및 공학부에서 교수로 재직 중이며, 원자로 물리학과 열수력학, 다물리학 모델링 분야에서 전문성을 가지고 연구를 이끌고 있습니다.

 

조예연 박사는 서울에서 자라며 원자력 에너지가 한국의 에너지 수요를 충족시키는 중요한 역할을 한다는 것을 깨닫고 원자력 공학을 전공하게 되었습니다. 서울대학교에서 학사와 석사 과정을 마친 후, 한국원자력연구원에서 원자로의 안전 시스템을 연구하며 실험적인 경험을 쌓았습니다. 이후 MIT에 진학해 기술 연구로 돌아가면서, 소형 모듈 원자로의 경쟁력을 높이는 혁신적인 연구를 시작했습니다.

 

MIT News, 2025년 1월 24일에 보도에 따르면, MIT에서 진행하는 연구에서는 기존의 우라늄 이산화물 연료 대신 금속 연료를 사용하여 효율성을 높이고 있습니다. 금속 연료는 더 높은 전도성을 가져 낮은 온도에서도 안전하게 작동하며, 나선형 십자형 형태는 더 많은 표면적을 제공해 더 적은 비용으로 더 많은 전력을 생산할 수 있게 합니다.

 

 

조예연 박사, 소형 모듈 원자로의 경제성 향상 (MIT, YouTube)

 

 

이 연구는 미국 에너지부(U.S. Department of Energy, DOE)와 Lightbridge Corp.의 지원을 받고 있습니다. 미국 에너지부는 미국 정부의 부서로, 에너지 정책과 관련된 연구, 개발, 배급을 관리하며, 국가 에너지 효율성 및 재생 가능 에너지 프로젝트를 지원합니다. Lightbridge Corp.는 원자력 연료 기술을 개발하고 상용화하는 기업으로, 혁신적인 연료 설계가 원자력 발전소의 성능과 안전성을 향상시킬 수 있는 방법을 모색하는 회사입니다. 이 두 기관의 협력은 소형 모듈 원자로의 기술적 진전을 이루는 데 중요한 역할을 합니다.

 

조예연 박사는 다물리학 모델링을 통해 원자로 물리학, 열수력학, 연료 성능 등을 시뮬레이션하며, 연구의 목표는 이 새로운 연료가 소형 원자로에서 실제로 사용 가능한지 검토하는 것입니다. 다물리학 모델링은 다양한 물리적 현상과 이들을 서로 연관시키는 복잡한 시스템을 컴퓨터 모델을 사용해 시뮬레이션하는 기법으로, 원자로 같은 복잡한 시스템의 동작을 예측하고 분석하는 데 유용합니다. "이 연구는 기하학적으로 매우 복잡하지만 도전적인 문제를 해결하는 재미가 있습니다,"라고 그녀는 말합니다.

 

MIT에서 연구하는 동안, 조예연 박사는 다른 연구자들과의 협업을 통해 혁신적인 아이디어를 나누고 실용적인 연구 결과를 도출하고 있습니다. "원자력은 탄소 없는 에너지로서 우리의 미래를 위한 중요한 역할을 할 것입니다,"라고 그녀는 원자력의 미래를 밝게 보고 있습니다.

 

조예연 박사는 현재 미국 원자력 학회 학생 섹션의 이사로 활동하며, MIT에서 소형 모듈 원자로의 가능성을 높이는 연구를 이어가고 있습니다.