초등·고학년·중등 이상 달 탐사 기지 짓는 데 쓸 에너지 만들 계획
달, 2주간 밤 지속돼 태양광으로는 전기 확보 못해
중국, 달에서도 견디는 원전 장치 개발... 미국도 추진 중

중국이 러시아와 손을 잡고 2036년까지 지을 예정인 원전 상상도. 이곳에서 10년 이상 쓸 전력 40kW를 생산할 것으로 보인다./챗GPT
중국이 러시아와 손을 잡고 2036년까지 지을 예정인 원전 상상도. 이곳에서 10년 이상 쓸 전력 40kW를 생산할 것으로 보인다./챗GPT

인간이 달에서 지내려면 무엇이 필요할까요? 아마 집과 음식일 텐데요. 이 모든 게 ‘전기’가 없으면 불가능해요. 달에 기지를 짓는 장비와 음식을 요리하는 기계 모두 전기가 있어야 돌아가거든요. 이에 5월 26일, 중국과 러시아가 손을 잡고 2036년까지 달에 원자력발전소(원전)를 세우겠다고 밝혔어요. 무인 로봇이 지을 계획이고요, 10년 동안 전기 40kW를 생산할 것으로 보여요. 커다란 주택 20~30가구가 쓸 수 있는 양이죠. 이는 달을 탐사하고 실험할 ‘국제 달 연구 기지(ILRS)’를 짓는 데 쓸 예정입니다.

사실 달에 원전을 짓겠다는 계획은 이미 2020년 NASA(미국 항공우주국)가 발표했어요. 미국 또한 달을 탐사하는 ‘아르테미스’ 계획을 세웠거든요. 달에는 전 세계 인구가 1만 년 동안 사용할 수 있는 에너지원인 광물이 매장돼 있어 이를 노린 거죠. 하지만 아르테미스 계획은 트럼프 대통령이 NASA 예산을 줄여 지지부진한 상황이에요. 이를 틈타 중국은 미국보다 빠르게 달 자원을 채굴하려는 겁니다.

현재 우주에선 태양광 발전을 통해 전기를 생산한다. 하지만 달은 2주 동안 밤이 지속돼 빛의 에너지로 전기를 만드는 태양광 발전은 한계가 있다. 반면 원전은 지속적으로 전기를 만들 수 있다./조선일보DB

지금까지 우주에서 운영하는 과학 기지나 장비에 필요한 전기는 태양광 발전소에서 만들었어요. 태양에서 나오는 빛을 에너지로 바꾸는 시설인데요. 하지만 달에서는 2주 동안 낮과 밤이 오갑니다. 보름이나 되는 밤 동안에는 태양빛으로 전기를 만들 수 없어요. 그래서 안정적으로 전기를 만들 수 있는 원전이 필요한 거예요.

원자력 발전은 우라늄을 작게 쪼개는 '핵문열'이 일어날 때 생기는 에너지로 전기를 만든다. 이 열로 물을 끓이면 생기는 수증기로 인해 터빈이 돌아가면서 전기가 생산된다. 이 전기는 '국제 달 연구기지(ILRS)'를 짓는 데 쓰일 예정이다.

달에 세울 원전은 지구에 세운 원전과 똑같은 방식으로 전기를 생산할 거예요. 원전은 ‘우라늄(Uranium)’을 이용해 전기를 만들어요. 우라늄이 쪼개지면서 나오는 어마어마한 에너지를 전기로 바꾸는 거예요. 석탄 3t(톤), 석유 9드럼(1800L)으로 만드는 에너지양을 우라늄은 단 1g만으로 만들 수 있죠. 중국은 미국보다 발전한 기술로 원전을 짓겠다고 했어요. 우라늄은 잘못하면 큰 폭발을 일으킬 수 있는데요, 중국은 달처럼 극한 환경에서도 우라늄을 잘 관리할 수 있는 기술을 개발했다고 합니다.

NASA가 개발하고 있는 원자력 열 추진 인공위성의 상상도. 우라늄이 쪼개질 때 나오는 열에너지가 위성을 순식간에 움직이게 한다./NASA

6학년 2학기 과학 5단원
에너지 전환과 이용
원자력 이용하면 군사위성도 순간 이동 할 수 있어요
원자력 이용하면 군사위성도 순간 이동 할 수 있어요 우크라이나 전쟁에서 우크라이나를 돕는 미국과, 이를 막으려는 러시아의 신경전이 계속되고 있는데요. 우주에서도 두 나라의 기싸움이 계속되고 있습니다. 지난해 러시아가 미국의 고장 난 군사위성을 미사일로 파괴했어요. 군사위성은 적의 움직임과 미사일을 발사할 위치를 파악합니다. 미국은 원자력을 이용하는 군사위성을 만들기로 했어요. 우라늄이 쪼개질 때 나오는 열에너지가 위성을 순식간에 움직일 만큼 강력하기 때문이죠. 원전에선 우라늄에서 나오는 열에너지로 터빈을 돌려 전기를 생산하는데요. 위성은 터빈을 돌릴 필요 없이 열에너지만으로도 나아갈 수 있어요. 이에 미 국방부는 군사위성에 소형 원자로를 싣는 ‘원자력 열 추진’ 프로그램을 진행 중입니다.

국제 달 연구 기지(ILRS): 중국과 러시아를 중심으로 남아공 등 17국이 건설 하고 있는 달 탐사 기지. 달 탐사와 관측, 자원 채굴을 목적으로 활용할 곳이다.

원자력발전소(原子力發電所·원전) :우라늄이 쪼개질 때 생기는 에너지로 장치를 돌려 전기를 생산하는 시설.

우라늄(Uranium): 땅속에서 나는 무거운 금속 원소로, 중성자를 받으면 쪼개지며 큰 열에너지를 생산한다. 이 에너지로 터빈을 회전시켜 전기를 만드는 것이 원자력 발전의 원리다.

  • 중국과 러시아가 달에 지을 원전에서 나온 전기는 어디에 사용할 예정인가요?
  • 달에 원전을 지으면 어떤 장점이 있나요? 태양광 발전과 비교해서 적어보세요.