원자력추진 잠수함 역사와 장단점 > E-저널 2016년 ISSN 2465-809X(Online)

 

▶E-저널 2016년 ISSN 2465-809X(Online) 목록

E-저널 2016년 ISSN 2465-809X(Online)

제16호(10월) | 원자력추진 잠수함 역사와 장단점

페이지 정보

Written by 이정익 작성일16-11-15 22:00 조회2,214회 댓글0건

본문

원자력추진 잠수함 역사와 장단점

 

이정익 (KAIST 원자력 및 양자공학과, 부교수) 

Ⅰ 서론


21세기를 맞아 바다는 자원의 보고일 뿐만 아니라 국제교역의 고속도로로서 그 중요성이 더욱 증가하고 있으며, 한반도를 둘러싼 주변 환경은 대한민국의 생존과 번영을 위한 완벽한 해양안보를 요구하고 있다. 특히 대양에서 국가이익을 수호하고 국가정책을 지원할 수 있는 능력을 갖추고 해상에서 상당기간 독립작전을 할 수 있는 해군 주요전력 확보는 필수 불가결하다. 그러나 현재의 화석연료에 의존하는 함정추진 체계는 화석연료가 가지는 불확실성 및 대양해군으로서 가져야 하는 장기적이면서 독립적인 작전수행 능력 측면에서 여러 가지 단점들이 있다. 

미래 해군전력 건설을 위해서는 현재와 같은 화석연료에 의존적인 추진체계에서 벗어난 새로운 동력원을 바탕으로 하는 추진체계 연구의 필요성이 대두하고 있다. 특히 미국을 비롯한 영국ㆍ프랑스ㆍ인도ㆍ일본ㆍ중국 등의 국가는 이미 확보된 원자력 에너지 기술에 기반을 둔 추진체계를 활용하는 대양 해군이 존재하거나 또는 연구가 진행 중이다. 따라서 본 논문에서는 대양에서 국가이익을 수호하고 국가정책을 지원할 수 있는 능력을 갖추고서 해상에서 상당기간 독립작전을 할 수 있는 원자력추진 잠수함의 개발 역사와 장단점에 대해서 간략하게 논하고자 한다.



Ⅱ 본론

  

1. 원자력추진 잠수함의 역사 


현대의 원자력 기술은 영국의 James Chadwick이 중성자를 발견한 후, 수많은 당대의 과학자들이 중성자를 원자에 충돌시켜 원자핵 변환을 일으키는 연구를 진행하면서 막대한 원자력에너지를 활용할 방법에 대해서 고심한 결과의 산물이다. 마침내, 1938년 Otto Hahn과 Fritz Strassmann이 우라늄 원자핵분열 현상을 발견하고 원자핵분열의 연쇄 반응이 가능하다는 과학적 증거가 모이면서, 우라늄과 플루토늄의 원자핵분열을 이용한 상업적, 군사적 응용 가능성이 급속도로 현실화되었다. 

20세기 중반 2차 세계 대전 중에는 막대한 원자력에너지를 폭탄으로 사용할 수 있는 가능성을 간파한 미국이 독일보다 먼저 이 기술을 소유하기 위해서 Manhattan 프로젝트를 시작하였다. 이 단계에는 우라늄 235와 플루토늄 239 등 원자폭탄의 재료가 되는 무기 물질을 생산할 수 있는 저출력 원자로 운영기술 및 농축 기술의 개발이 진행되었다. 

2차 세계 대전이 끝나고 Dwight D. Eisenhower 대통령이 원자력의 평화적 이용을 천명한 이후 원자력에너지는 비로소 동력 및 전력 생산용으로 주목받기 시작하였다. 1950년대 미국은 원자력에너지를 동력으로 하는 잠수함의 가치를 먼저 파악하고 원자력추진 잠수함의 개발에 노력하였고 마침내 1954년 9월 30일, 그림 1에서 보이는 세계 최초의 원자력추진 잠수함인 USS Nautilus(SSN-571)의 개발에 성공하였다. 특히 USS Nautilus에 사용된 원자로는 전 세계의 상업용 원자력 발전의 실마리를 제공한 원자로로서 우리나라에서 운영되고 있는 대부분의 원자력 발전소도 USS Nautilus에 사용된 원자로 기술의 연장선 위에 있다고 볼 수 있다. 


2. 미국의 원자력추진 함정 관련 현황


미 해군은 1950년대 후반 이후로 현재까지 약 50년 이상 원자력추진함정을 운용해왔다. 2009년 5월에 최후의 재래식 추진체계 항공모함인 USS Kitty Hawk가 퇴역함에 따라 현재 미 해군이 보유하고 있는 잠수함과 항공모함은 모두 원자력추진을 이용한다. 미 해군은 한때 9개의 원자력추진 순양함을 보유하였지만 현재는 모두 퇴역하였다.

미 해군은 현재 71척의 원자력추진 잠수함과 11척의 원자력추진 항공모함을 포함하여 총 82척의 원자력추진 함정을 보유하고 있으며 이는 미 해군 전투함대 전력의 약 40%에 해당한다. 71척의 원자력추진 잠수함 중 대부분인 53척은 원자력추진 공격 잠수함(SSN)이다. 이 중 Los Angeles급 원자력추진 잠수함이 44척, Seawolf급 원자력추진 잠수함이 3척, Virginia급 원자력추진 잠수함이 6척이다.

44777988c7c455a04739806941476b17_1479214
<그림 - 1> 미국 최신 원자력 추진 잠수함 Virginia

 

71척의 원자력추진 잠수함 중 나머지 14척, 4척은 각각 원자력추진 전략 탄도 미사일 잠수함(SSBN), 원자력추진 순항 유도 미사일 잠수함(SSGN)이다. 원자력추진 순항 유도 미사일 잠수함(SSGN) 4척은 초기의 원자력추진 전략 탄도 미사일 잠수함(SSBN) 4척이 전환된 것으로 두 잠수함 모두 Ohio급 원자력추진 잠수함이다. 모든 원자력추진 잠수함은 1척당 1기의 추진용 원자로를 사용한다.

11척의 원자력추진 항공모함(CVN) 중 1척은 Enterprise급 원자력추진 항공모함(USS Enterprise CVN-65)이며 8기의 추진용 원자로가 사용된다. 나머지 10척의 원자력추진 항공모함은 Nimitz급 원자력추진 항공모함으로서 각각 2기의 추진용 원자로가 사용된다.

미 해군은 취역 중의 원자력추진 함정에 사용되고 있는 99기의 추진용 원자로와 교육, 연구 목적으로 사용되고 있는 4기의 퇴역한 또는 원형로로 설계된 추진용 원자로를 포함하여 현재 총 103기의 추진용 원자로를 운용하고 있다. 


3. 원자력추진 잠수함의 개념 및 장단점


원자력추진 잠수함은 디젤추진 잠수함에 비해 긴 잠항시간, 은밀성, 산소와 연료 재충전의 불필요 등의 장점으로 국가안보유지에 중요한 수단으로 자리 잡게 됨으로써, 현재 영국, 프랑스, 중국, 인도 등 6개의 나라에서 원자력추진 잠수함을 보유 및 운영하고 있다. 일본과 독일은 민간 원자력선 개발의 성공으로 원자력 추진함정의 기술력을 보유한 상태라고 볼 수 있다.

세계 대전 이후 현대화된 전투용 탑재장비의 발전은 미래 해전의 변화 및 각급 전투함정의 역할에 재평가를 가져왔다. 이는 항공기를 이용한 공습이 중요했던 과거에 비해서 강력한 무기 및 탄도 미사일을 탑재한 원자력추진 잠수함의 중요성이 급격하게 대두하는 결과를 초래하게 되었다. 원자력추진 잠수함은 다양한 종류의 탄도 미사일 탑재 및 전자전 장비의 탑재, 증가한 잠수함의 작전수심 및 잠항거리, 소음의 감소 등에 기인한 비밀작전 능력이 탁월하며, 연안 및 해상의 표적에 대해 은밀하면서도 급격한 공격능력을 제공할 수 있는 무기이다. 따라서 원자력추진 잠수함은 다음과 같은 특성이 있다. 

● 원자로를 작동하기 위한 대기의 흐름이 필요 없으므로 원자력의 이용은 잠수시간의 엄청난 증가를 가져왔다. 미 해군의 원자력추진 잠수함 운용경험에 의하면 해상에서 80%이상의 시간을 잠수할 수 있으며, 최대로 98~99%까지 잠수한 것으로 나타났다. 

● 연료는 무한한 항속거리를 제공하며 연안 및 부두에서 연료보급이 필요 없다. 

● 원자력추진은 잠수함이 최대속력으로 항해 가능하게 하며, 이는 함대의 운용효과를 높이는 요소가 된다.  

● 원자력추진 잠수함은 수상전투함의 최대속도와 같은 속도를 해상상태나 기상조건에 관계없이 낼 수 있다. 

● 전자장비 및 다른 탑재 장비, 보기 등에 에너지를 공급할 수 있으며, 이는 해상 거주환경의 개선 및 통신장비 및 음향탐지장비의 backup이 가능하게 하였다. 

그러나 원자력추진 잠수함의 결점은 높은 건조비용으로 외국의 문헌에 따르면 원자력추진 잠수함의 표준배수량당 비용은 디젤-전기추진 잠수함과 비교 시 1.5~2.0배 수준으로 높다.


하지만, 원자력에너지는 석탄 또는 석유연료보다 고밀도 에너지 자원으로, 원자력에너지의 원료로 사용되는 우라늄 1g은 석유 9드럼과 석탄 3톤을 태웠을 때 나오는 에너지와 같으며 이산화탄소가 나오지 않는 청정에너지원이다. 디젤 선박을 장시간 운항하기 위해서는 연료탱크의 부피가 커지고, 따라서 선박의 대형화는 추진속도를 떨어뜨려 최대속력을 26노트 이하로 제한시키게 되며, 또한 이산화탄소를 배출시키는 단점을 가지게 된다. 원자력추진 잠수함은 이러한 디젤추진의 단점을 극복 가능하게 한다. 뿐만 아니라 원자력에너지는 산소가 필요하지 않는 고밀도 에너지원으로서 잠항시간이 적게는 3달에서 길게는 20년 이상까지 가능하게 하므로 높은 건조 비용을 고려하더라도 국가안보적 측면에서 전략적 이점이 분명히 존재한다. 



Ⅲ 결론


본 논문에서는 원자력추진 잠수함의 역사와 개념 그리고 세계에서 가장 많은 원자력추진 잠수함을 운영하고 있는 미국의 현황에 대해서 공개된 자료를 바탕으로 기술하였다. 최근 미국 현황에서도 알 수 있듯이 원자력 추진 잠수함은 원자탄 등의 대량살상무기를 탑재하기 위한 이동수단이 아니라 전략적으로 잠수함이 원래 가지고 있는 은밀 기동성 및 전쟁억제력의 수단으로서 사용되고 있다. 

원자력 잠수함이 이런 전략적 수단으로 사용될 수 있는 이유는 거의 무한한 잠항 및 항속 거리를 제공할 수 있기 때문이다. 또한 더 나아가서, 현대전과 같이 전자전 및 전자무기가 점점 중요하게 되는 추세에 대량의 안정적인 전력 공급은 원자력과 같은 고밀도 에너지원이 아니고서는 공급이 거의 불가능하기 때문이다. 따라서 미래 해군의 무기체계 개발과 원자력 에너지 개발은 연계하여야 할 필요성이 있다. 

우리나라의 지정학적 특성과 증가하는 북핵 위협 아래 원자력추진 잠수함은 국가 안보에 전략적으로 큰 도움이 될 것임에는 틀림없다. 다만 우리나라 해군 작전의 특수성을 고려하여 한국형 원자력추진 잠수함의 개념을 잘 설정하여 개발의 위험을 최소화하고 국가적 이익을 극대화해야 할 것이다. 

 

댓글목록

등록된 댓글이 없습니다.

Total 70건 2 페이지
공지 제17호(11월) Written by 박응수 | 12-27 | 1366 해양안보협력의 이론 고찰과 아시아 해양안보협력의 발전 인기글첨부파일
* 본고는 한국정보통신학회논문지(한국연구재단 등재학술지) 2016년 8월호에 게재한 논문을 보완 및 요약 정리한 것임 ​ I. 들어가며 21세기를 살아가고 있는 현재의 국제사회는 역사적으로 지금까지의 그 어떤 사회보다 개인 간, 국가 간 상호연결성이 심화되고 사회적 성격도 근본적으로 변화되고 있는 ‘세계화(Globalization)’ 된 …
공지 제17호(11월) Written by 송승종 | 12-27 | 946 트럼프 행정부의 힘을 통한 평화 구상 인기글첨부파일
Ⅰ. 들어가며 ​ 트럼프 행정부가 구상하는 안보전략의 키워드는 ‘힘을 통한 평화(peace through strength)’이다. 집권 후 추진할 국내·외 정책의 로드맵을 집대성한 공화당 정강정책 중에서 ‘미국의 회생(America Resurgent)’이라는 제하의 섹션은 공화당이 “힘을 통한 평화”를 지향하는 정당임을 명기했다. 이는 일찍이 조지 워싱턴…
공지 제17호(11월) Written by 최기출 | 12-27 | 1908 미래 해군무인체계 개발을 위한 제언 인기글첨부파일
1. 개 요 ​ 미 국방부는 아프간 및 이라크에서 ‘테러와의 전쟁’을 수행하면서 전투부대사령관으로부터 전투원들의 인명손실을 방지하면서 작전의 융통성과 지속성을 보장하기 위해 무인체계에 대한 많은 요구를 받았다. 군용무인체계는 ‘테러와의 전쟁’에서 정찰, 신호정보 수집, 정밀공격 표적의 지정, 지뢰 탐지 및 파괴, 그리고 화・생・방 정찰 같은 작전에 기여를 …
공지 제17호(11월) Written by 이정익 | 12-27 | 1067 원자력 추진 잠수함 2 인기글첨부파일
Ⅰ 서론 이전 논문에서 원자력추진 잠수함의 기술개발의 역사에 대한 간략한 소개와 우리나라에서 현재 활용하고 있는 디젤추진 잠수함에 비해서 원자력추진 잠수함이 가질 수 있는 다양한 장점에 대해 소개하였다. 아울러 최근에 들어서 원자력추진 잠수함이 원자폭탄이나 수속폭탄 등을 장착한 전략무기를 수송하는 목적으로 건조되기보다는 적국의 잠수함을 요격하는 목적의 Hunte…
공지 제17호(11월) Written by 조덕현 | 12-27 | 2360 악티움 해전에 관한 연구 : 3C Theory를 중심으로 인기글첨부파일
I. 들어가는 말 ​ 제1차 세계대전 후 이탈리아 해군대학 교수를 지냈던 기우셉 피오라반조(Giuseppe Fioravanzo) 제독은 인류의 역사를 ‘노선시대-범선시대-추진기시대-해군항공시대’로 구분하였다. 그리고 전쟁사를 보다 객관적으로 이해하기 위해서 알란 밀렛(Allan R. Millett) 교수는 ‘3C Theory’를 제시하였다. 즉, 전쟁의 …
제16호(10월) Written by 명재진 | 11-15 | 1695 병역기피 목적의 대한민국 국적 포기자에 대한 대책방안 인기글
병역기피 목적의 대한민국 국적 포기자에 대한 대책방안 명재진(충남대 법학전문대학원) ▣ 병역기피 목적의 대한민국 국적 포기 실태와 현행법의 문제점 대한민국 국민인 남성은 누구나 헌법과 병역법에 따라 병역의무를 성실히 이행하여야 함에도 불구하고 병역의무를 이행하여야 하는 시점에 버젓이 국적을 변경하는 방법을 통해…
제16호(10월) Written by 김무일 | 11-15 | 1169 노 젓는 거북선을 옥포항에 띄워라. 인기글
노 젓는 거북선을 옥포항에 띄워라. 김무일(예비역 해군대령) ● 서론 거제시는 ‘이순신 프로젝트 사업’의 일환으로 추진한 「1592년형 군선원형 복원사업 계획」에 따라 지난 2011년에 제작해 지세포항에 정박한 거북선과, 2013년 2월에 제작해 목포항에 입항한 거북선 등 50여 억 원에 가까운 예산을 투입해 거북선 2척을 관…
제16호(10월) Written by 이정익 | 11-15 | 2215 원자력추진 잠수함 역사와 장단점 인기글
원자력추진 잠수함 역사와 장단점 이정익 (KAIST 원자력 및 양자공학과 , 부교수 ) Ⅰ 서론 21세기를 맞아 바다는 자원의 보고일 뿐만 아니라 국제교역의 고속도로로서 그 중요성이 더욱 증가하고 있으며, 한반도를 둘러싼 주변 환경은 대한민국의 생존과 번영을 위한 완벽한 해양안보를 요구하고 있다. 특히…
게시물 검색

HOME  |   BOOKMARK  |   BACK  |   CONTACT US  |   ADMIN
TOP
주소 : 대전광역시 유성구 대학로 99 (국가안보융합학부 1103호) / 대표전화 : 042-821-6082 / 팩스번호 : 042-821-8868 / 이메일 : lcljh2009@cnu.ac.kr
Copyright © 한국해양안보포럼. All rights reserved.[본 사이트는 개인정보 수집을 하지 않습니다.]