우주탐사선용 원자력전지

지난 2월 미국 화성 탐사선 ‘퍼시비어런스’가 성공적으로 화성 표면에 착륙했다. 앞으로 최소 2년간 화성에서 생명체의 흔적을 찾고 토양 표본을 수집할 것으로 알려져 있다. 최근에는 화성 대기에서 산소를 만들어 내고 우주헬기 ‘인저뉴어티’를 띄우는 데 성공하기도 했다.

이처럼 미국을 비롯한 우주선진국들은 천문학적 비용을 쏟으며 미래에 대한 투자로서 우주 탐사에 과학적 역량을 결집시키고 있다. 인류가 개발한 최첨단 기술이 총동원된다는 점에서 우주는 앞으로 일상생활에서 접할 첨단 과학기술을 미리 볼 수 있는 전시장이기도 하다. 인공지능, 빅데이터, 자율주행차 등 4차 산업혁명 관련 혁신기술 대부분은 항공우주기술에서 출발한 경우가 대부분이다.

퍼시비어런스에 실린 수많은 첨단장비 중 가장 눈길을 끈 것은 바로 ‘원자력전지’다. ‘우주배터리’로 알려진 원자력전지는 작동 방식에 따라 방사성동위원소가 방출하는 붕괴열을 열에너지로 변환하는 ‘방사성 동위원소 열전발전기’(RTG)와 방출하는 베타선으로 만들어진 전자ㆍ정공쌍을 활용해 전류를 생성하는 ‘베타전지’로 나뉜다. 퍼시비어런스의 경우 약 4.8㎏의 플루토늄238을 에너지원으로 하는 RTG가 적용됐는데, 최소 14년의 수명을 유지할 수 있다고 한다.

국내에서도 오는 2030년 달 탐사에 활용할 목적으로 탐사선에 전력을 공급할 RTG를 개발 중이다. 우리 기술로 개발한 원자력전지가 실린 탐사선이 달 표면에 착륙하는 그날을 기대한다.

임상호 한국원자력연구원 방사화학연구실장