스타트업이 AI 데이터센터용 단위당 30MW 용량의 3D 프린팅 토륨 마이크로원자로 모듈을 개발하며, 30년 자율 운영을 위해 설계됩니다.

미국 스타트업 Ampera가 미국 플로리다주 Palm Beach Gardens에서 열린 행사에서 최초의 3D 프린팅 원자로 모듈을 공개했습니다. 100명 이상의 지역 공무원, 비즈니스 리더, 직원들이 참석한 이 행사에서 Ampera는 완전히 3D 프린팅된 규화규소(silicon carbide) 원자로 핵과 압력 용기를 특징으로 하는 프로토타입 소형원자로를 선보였습니다. 이 시스템은 데이터센터, 방위산업, 오프그리드 사이트용 규모 조정이 가능한 무배출 전력을 공급하도록 설계되었습니다.

설립자 겸 CEO인 Brian Matthews는 이 발전을 대량 생산되는 원자력 에너지의 기초라고 표현했습니다. "이 차세대 원자로 핵과 압력 용기는 공장에서 제조되는 대량 생산 원자력 에너지의 기초를 마련합니다"라고 그는 말했습니다. "사용된 첨단 기술과 첨가제조(additive manufacturing)는 새로운 원자력 기술이 가속화된 방식으로 시장에 출시될 수 있는 명확한 상용화 경로를 보여줍니다."

Ampera는 아임계(subcritical), 고체 상태, 공장에서 제조되는 토륨 기반 원자로를 개발 중입니다. 아임계 설계는 연료가 자체적으로 핵 연쇄반응을 유지할 수 없기 때문에 제어 불가능한 전력 상승을 방지합니다. 액체 연료 대신, 이 설계는 토륨을 포함하고 여러 세라믹 및 탄소 층으로 둘러싸인 TRISO 입자(삼중 구조 등방성 연료 알갱이)를 사용합니다.

토륨-232는 자체적으로 분열성이 아닙니다. 중성자를 흡수하면 토륨-233과 프로탁티늄-233을 거쳐 분열성 우라늄-233으로 변환됩니다. 이 과정에는 외부 중성자 공급원이 필요하며, Ampera는 독점 기술의 중성자 드라이버를 통해 운영을 시작하고 유지합니다. 6월에 Ampera는 토륨 공급을 확보하기 위해 호주 자회사를 설립했다고 발표했으며, TRISO 토륨 알갱이를 국내에서 생산할 계획이 있다고 밝혔습니다. "토륨은 매우 안전하고 청정 전력 생산의 미래입니다"라고 Matthews는 말했습니다. "미국에서 TRISO 토륨 알갱이를 생산함으로써, 우리가 확장하면서 필요한 연료 공급에 충분한 접근성을 보장하고 가격 변동성 위험도 최소화할 수 있습니다."

원자로의 핵심 구조는 구형 일체형 자이로이드(gyroid) 코어입니다. 이는 부피에 비해 막대한 표면적을 제공하는 복잡한 형태로, 열 전달에 이상적이지만 기존의 제조 방법으로는 제조하기 어렵습니다. 첨가제조는 이 문제를 해결합니다. 규화규소 코어는 재연료공급 없이 최대 30년 동안 운영하도록 설계되었습니다.

Ampera의 계획된 시스템은 구성에 따라 15 MWe 또는 30 MWe를 제공할 예정입니다. 이는 일반적인 데이터센터에 전력을 공급하기에 충분하며, 더 큰 구성도 개발 중입니다. 가용성에 대한 질문을 받자 회사는 다음과 같이 답했습니다: "전력 생성 부분이 2027년 초반에 이용 가능할 것으로 예상하며, 핵 모듈은 규제 승인 상황에 따라 2030년경에 고객에게 제공될 것으로 예상합니다." 회사는 중성자 드라이버가 시동 및 운영을 위해 중성자를 어떻게 생성하는지에 대한 세부 정보 공개를 거부했습니다.

데이터센터 외에도, Ampera가 신뢰할 수 있는 작동 가능한 원자로를 제공할 수 있다면 방위산업 고객층은 유망한 시장이 될 것입니다. 올해 초, 미국 공군부는 그리드 정전 중 에너지 탄력성을 개선하기 위한 프로그램의 일환으로 3개 기지에서 소형원자로를 탐색하고 있다고 발표했습니다.