TERRAPOWER(테라파워)의 부상기술 및 시계열 변화

테라파워 기술 개발 분야 TOP 10

 테라파워가 출원한 특허의 분야를 살펴보면 역시 원자력발전 기업답게 전체 특허 중 약 73%의 비율을 '원자로' 분야에 출원이 집중되고 있음을 확인할 수 있다. 원자로 기술 또한 매우 다양한 분야가 있기 때문에 테라파워가 원자로 중 세부적으로는 어떤 기술을 주로 특허로 출원하는지를 확인할 필요가 있겠다.

 그다음으로는 5%의 비율로 원자력 발전소 기술 분야에 출원을 하고 있고, 철계 금속의 물리적 구조의 개량과 화학원소의 변환 분야에 각각 2.7%와 2.6% 비율로 출원이 진행되고 있다. 그 외로 X선 기술 분야, 합금 분야, 탄화수소유의 분해 등의 분야에도 소규모로 연구개발이 이은 출원이 진행됨을 알 수 있다.

그럼 조금 더 세부적으로 알아보도록 하겠다.

테라파워의 기술 개발 분야 TOP 10 세부

 조금 더 구체적으로 들여다보면, 20%의 비율로 G21C3/00인 '원자로 연료요소나 연료요소로 사용하기 위한 물질의 선택' 분야가 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 해당 기술이 주로 어떤 기술인지 예를 들면 '원자로 내에서 연료를 다른 방향으로 흐르도록 조절하여 연료의 균일한 분포를 달성하도록 하는 기술'들과 '연료봉의 화학적 상호작용에 의해 야기되는 연료의 증기압을 감소시키는 기술', '외부와 핵 물질을 분리하도록 활용되는 물질', '높은 연소도를 달성하기 위한 연료의 사용 효율 개선' 등의 기술이 위 기술 분야에 해당된다.

 그다음으로 G21C7/00 '원자핵 반응의 제어' 분야가 14.3%의 비율로 2위를 차지하고 있으며, 해당 분야의 특허들은 '원자로 내에서 도플러 반응을 증가시키기 위한 기술', '핵분열 반응기용 유동 제어 조립체', '높은 중성자 밀도 하에서 액체/용융된 핵연료 팽창에 의해 동작하고 핵분열 고속 원자로에 대한 네거티브 파워 피드백을 도입하는 수동 반응성 제어 핵연료 장치'(어려운 분야임은 분명하군), '진행파 핵분열 원자로, 연료 조립체 및 내부의 연소량 제어 기술', 및 '핵분열 점화기 및 동작 기술' 등에 대한 기술이 위 기술분야에 해당된다.

 G21C1/00 분야는 '원자로의 종류'에 대한 분야로서 실제적인 특허 기술은 '저출력 핵연료 염 반응기', '원자로용 연료염 및 시스템', '용융 염화물 급속반응기(MCFR)를 위한 직접 반응기 보조 냉각 시스템(DRACS)', 및 '가스-냉각 반응기 설계', '핵분열 반응로 내의 과잉 반응성 관리' 등의 기술이 위 분야를 구성하고 있다.

 그리고 G21C19/00은 '원자로 내 압력용기 내에 사용되는 연료 또는 기타 물질의 처리, 취급 또는 이를 위한 수단'으로서 그 구체적인 특허는 'HALEU 공급 물질 분해 방법', '나트륨 스트림으로부터 세슘을 제거하기 위한 세슘 트랩 기술', '가스 중 나트륨과 세슘을 제거하기 위한 기술' 등이 해당 기술 분야에 포함된다. 

 G21C15/00은 '노심을 지니는 압력용기 내의 냉각계 특정의 냉각제 선택' 기술로서 구체적은 특허들은 '붕괴열 제거를 허용하기 위해 원자로 코어를 통해 1차 냉각제를 순환시키는 수동 시스템', '상온 및 압력 가스를 1차 냉각제, 액체 감속제를 2차 냉각제로 사용하는 가스 냉각 압력관 원자로', 및 '중성자 반사 냉각제를 이용하는 융용 연료염 반응기'에 대한 기술들이 위 분류에 포함된다.

 전체적으로 봤을 때 대부분이 원자로 구동, 원자로 냉각, 원자로 안전 등의 분야로 보이며, 테라파워 특허들의 많은 수들이 냉각을 위한 원료로서 나트륨(소듐, 소금)을 활용하는 기술들이며, 나트륨이 냉각제로서 활용될 때 효율증대, 안전강화, 냉각성능 개선 등에 대한 기술이 주류를 이루고 있음을 확인하였다.

테라파워의 개발 기술 트랜드 변화

 최근 기술개발 트랜드를 살펴보면 2022년에는 특허출원수가 모든 분야에서 대폭 감소함을 확인할 수 있는데 이때에 회사에 경영상의 이슈를 예상해 볼 수 있을 정도로 특허출원활동이 저조한 것으로 드러나고 있다. 

 가장 비중이 높았던 G21C3/00 '원자로 연료요소나 연료요소로 사용하기 위한 물질의 선택' 분야는 2017년에 20건의 넘는 특허를 출원하여 기술개발을 이끌고 있었으며, 2021년에도 11건의 특허를 출원하여 17년에 비해서는 줄어들었지만 여전히 우선적인 기술개발분야인 것으로 확인된다.

 두번째로 비중이 높은 G21C7/00 '원자핵 반응의 제어' 분야는 2015년 가장 많은 출원량을 보이고, 2017년 또한 그 이전년도 대비 소폭 증가하였으나 그 이후로는 출원이 거의 이루어지지 않고 있다.

 세번째로 비중이 높은 G21C1/00 '원자로의 종류' 분야도 G21C3/00과 마찬가지로 2017년 가장 높은 출원량을 보였으며, 2020년에 7건의 출원 이후 최근에는 출원을 거의하고 있지 않는 것으로 나타난다. 네번째인 G21C19/00 '원자로내 압력용기 내에 사용되는 연료 또는 기타 물질의 처리, 취급 또는 이를 위한 수단'은 급격한 출원량의 증가와 감소 형태는 보이지 않으며, 매년 3~5건 안팎의 꾸준한 출원을 보이고 있다.

테라파워와 뉴스케일파워의 연도별 특허 출원량 비교

 소형모듈원자로 개발 업체로서 2010년대 후반 특허출원의 최고점을 달성한 이후 계속 출원량은 감소하고 있는 추이를 보이고 있으며, 2021년 소폭 증가세를 보이다 그 이듬해 부터는 다시 특허 출원량이 저조한 것으로 나타나 기술개발주기가 그렇게 빠르지 않은 분야의 특성을 그대로 보여주고 있음을 유추할 수 있다. 뉴스케일파워의 특허 출원과도 연도별 출원총량 추세(2010년 중후반 최고점 달성후 현재까지 소폭 감소세)가 비슷한 형태를 보이고 있어 실제 코어 기술은 이미 어느정도 완성이 된 상태로 응용 기술 위주의 연구개발이 진행되고 있음을 예상할 수 있겠다.