원자번호 90번의 방사성 원소 토륨(thorium)은 자연계에 존재하는 방사성 원소 중 가장 흔하면서 방사능이 약해 위험성이 낮다는 특징을 갖는다. 이러한 특징 때문에 현재 우라늄233으로 전환시켜 원자력 발전의 연료로 사용하려는 움직임도 있다. 최근 토륨이 다시 한 번 이슈로 떠오른 이유는 자동차 연료로 쓰일 수 있다는 가능성 때문이다. 실현만 된다면 핵추진 자동차가 탄생하는 셈이다.

2017년 리비아 송유관 폭발로 국제 유가가 급등하고 있는 가운데, 대체 에너지에 또다시 관심이 쏠리고 있다. 원자력, 태양열, 수력, 지열 등 친환경 에너지들이 지속적으로 연구되고 있는 가운데, 지난해 12월에 미국기업 ‘레이저 파워 시스템’에 관심이 집중됐다. 이 업체가 개발한 자동차 때문이다. 이 자동차의 연료는 방사성 원소인 토륨(thorium)이다. 이미 상용되어 있는 전기차, 수소차와 다른 고에너지원 자동차가 가능해진 것이다. 한 번의 충전만으로 지구 10바퀴를 돌 수 있는 획기적인 ‘토륨 자동차’의 실현 가능성을 짚어 본다.

토륨의 특징: 토륨 원전이 상용화되면 저렴한 가격으로 수천 년간 방사능 위험이 적은 에너지를 갖게 된다. 게다가 자체 핵분열이 일어나지 않아 안전하며, 핵 폐기물 생성량도 적으며, 방사선 방출 기간도 매우 짧은 편으로 여러 장점을 가진 원소이다.

하지만 아직 상용화를 위해서는 풀어야 할 문제들이 몇 가지 있다. 먼저 천연 토륨에는 핵분열 동위 원소가 없어 따로 다른 원소들을 첨가해야 한다는 점이다. 또한 녹는점이 높아서 가공이 어렵다는 점도 극복해야 할 문제이다. 이런 문제들이 해결된다면 아주 오랜 기간 동안 저렴하고 유용한 에너지로 사용될 것이 분명하다.

토륨 자동차 기대와 우려

‘레이저 파워 시스템’이 공개한 컨셉트 모델에 의하면, 토륨 자동차는 6개의 바퀴를 모아서 하나의 바퀴를 만든다. 그래서 한 대의 차량에 총 24개의 바퀴가 달리게 되는데, 이는 각 바퀴에 ‘인덕션 모터’가 장착되기 때문이다. 또한 ‘토륨 자동차’는 토륨이 만들어 내는 레이저를 사용해 수증기를 발생시켜서 발전기를 돌려 전기를 생성한다. 또한 방사능 차단을 위해 금속막을 설치한다. 이 전기 발전기만 탑재하면 8g의 토륨으로 지구 10바퀴인 48만km를 달릴 수 있다는 것이다. 환경오염의 주범인 이산화탄소 배출 또한 전혀 없다.

‘토륨 자동차’는 위와 같은 장점에도 불구하고, 아직 실현하기에는 어렵다고 과학자들은 말한다. 먼저 발전기를 차량에 탑재 가능한 사이즈로 축소시키는 것이 현재는 불가능하며, 무엇보다도 폭발 등의 안전 문제 등이 가장 큰 요소이다. 토륨 이전에도 여러 업체들이 원자력 자동차를 발표했지만 안전성의 문제들로 실현되지 못했다. 물론 비교 불가한 경제성을 갖은 것은 사실이지만, 예측하기 어려운 사고가 항상 발생하는 실제 도로에서는 너무 위험하다는 의견이다. 제작사인 레이저 파워 시스템 또한 ‘안전 위험성을 감수할 만한 가치가 있는지를 판단하는 것이 가장 어려운 부분’이라고 밝혔다.

그럼에도 미국, 영국, 중국 등 세계 각지에서는 대체 에너지로 토륨을 개발하고 있으며, 이미 우라늄의 대체 원자력으로 인정하는 분위기다. 미국 및 여러 선진국의 지원 속에서 국제토륨에너지협회(IThEO)가 설립되어 많은 연구와 홍보에 노력하고 있다. 토륨이 미래 자동차를 위한 대체 에너지로 사용할 수 있을지는 조금 더 지켜봐야 할 듯 싶다.
 

AEM_Automotive Electronics Magazine