어차피 자기 배수량에 맞는 출력을 가진 원자로를 장착하기 때문에 단순 출력 차이 비교는 의미가 없습니다.
저농축과 고농축 원자로의 차이는 연료의 수명 주기입니다.

20%의 저농축을 사용하는 프랑스 쉬프랑급의 K15원자로의 연료 교체주기는 10년이고,
90%의 고농축을 사용하는 영국 아스튜트급의 RR PWR2 원자로의 연료 교체주기는 30년이 넘습니다.

10년마다 원자로를 개봉하는 잠수함 vs. 퇴역까지 교체할 필요가 없는 잠수함의 운용비용은 차이가 크죠.
더구나 뜯을 필요가 없어서 상대적으로 원자로를 더 소형화 할 수 있습니다.

사실이면 어마한 차이네요.
우리도 고농축으로 가야죠.

사실임 30년 이상이 아니라, 영구적이라고 보는게 맞아요.
한번 연료주입하면  바꿀일이 거의 없다네요.

가끔 이런 발제글이나 댓글을 보면,
많은 정보와 지식이 담겨있어,
감사함을 느낌.

핵연료 농축률에 따른 차이는 핵연료 교체 주기와 열출력 대비 리액터의 크기가 커진다는 점이 있습니다.
따라서 동일 출력 대비 저농축 원자로 크기가 좀 더 큽니다. 선내 공간과 배수량에 어느 정도 희생이 필요합니다.
또한 20%수준 저농축 핵연료는 교체주기가 7~8년입니다. 최근엔 기술적 개선을 통해 10년까지 늘렸다고 하는데. 이 연료봉 교체를 하자면 원자로를 통으로 들어내야 합니다. 선체를 절개하고, 원자로를 빼내고, 연료를 교체하고, 다시 봉입하고, 선체를 재접합합니다. 그 과정에서 노출된 선체는 방사능 세척 작업을 하고, 혹은 통으로 교체합니다.

이 비용이 통상 건조비의 30~40%수준입니다. 이러한 단점 때문에 프랑스 해군 쉬프랑급은 연료교체 주기와 오버홀 주기를 10년으로 동기화했습니다. 아울러 선체 절개 없이 연료봉 교체가 가능한 설계를 적용했습니다. 문젠 이 오버홀, 연료봉 교체 장소가 오염되고, 선체 내외부의 제염이 전제됩니다. 따라서 비용은 여전히 비교군에 비해 크게 발생합니다. 루비급이나 르 트리옹팡급에 비해 줄어든 것은 사실이지만. 그래도 비교군에 비하면 여전히 큽니다.

따라서 고농축 연료봉을 사용한 잠수함은 수명내 연료봉 교체가 필요 없고, 원자로를 들어내거나, 해당 부위를 절개할 이유가 없습니다. 교체를 위한 설계를 적용할 필요도 없습니다. 필수적인 선체 내외부에 대한 제염과 모듈 교체가 필요 없습니다. 따라서 저농축 원자로 탑재 잠수함에 비해 오버홀 비용이 싸게 먹힙니다. 수명 기간 동안 발생하는 고준위/저준위 방사성 폐기물의 양도 적습니다.

여기에 동일 열출력이라면 원자로가 더 컴팩트하므로, 선내공간과 배수량이 더 큰 여유를 가집니다. 따라서 비슷한 크기라면 고농축 원자로 열출력이 더 강하겠죠. 반면 저농축 원자로는 연료봉 교체를 위한 설계, 평시 운용시엔 사족과 같은 모듈들이 달려 있습니다.

각설하고 고농축 잠수함이 장거리 이동 시간을 단축할 수 있다는 주장을 하셨는데, 그건 해당 잠수함의 속도. 그러니까 열출력과 배수량, 추진효율, 항력에 관계된 항목입니다. 원자로 연료의 농축률과는 상관이 없습니다. 다만 유일하게 20%농축 연료봉을 사용하는 프랑스 잠수함이 터보 일렉트릭 방식을 사용하고, 열출력이(약 60MW) 떨어지는 편입니다. 그래서 최고 속도가 25노트이고, 그건 르 트리옹팡급도 비슷합니다.

자연대류 순환 방식등을 적용하여, 원자로 자체의 소음을 크게 절감하는 선진국에 대응해 터보 일렉트릭 방식은 그보다 기술이 떨어지는 프랑스가 채용하여 동일 수준 소음을 확보할 수 있는 좋은 선택지이지만, 아무래도 좀 더 추진계가 더 복잡하고, 커지는 단점이 있습니다.

반면 아스튜트급은 그보다 살짝 더 크지만, 145MW의 열출력을 보유하므로 30노트 이상의 속도를 발휘할 수 있습니다. 여기에 자연대류형 경수로를 채용함으로서 이전 세대의 단점 역시 극복했습니다.

즉, 속도는 연료 농축률이 문제가 아니라 열출력의 문제입니다. 그리고 잠수함이란 한정된 공간에서 더 높은 열출력 발휘가 가능하므로, 비슷한 크기라면 고농축 원자로를 가진 쪽이 아무래도 출력이 더 강하고, 속도도 더 빠를 가능성이 높습니다.

참고로 원자력 발전소의 우라늄 농축류은 12% 정도 됩니다.
한달에 4%정도 소모하며 3달이면 다쓰죠..
그럼 연료봉 교체작업과 함께 점검을 하죠.

핵잠수함의 농축률도 연료의 교환 주기에 따르는것이지.
속도를 더낸다거나 하는건 아무 상관 없습니다.

기왕하는 것 농축률 제한 같은 것도 없에야 한다 생각합니다.
농축률에 따른 차이를 대략 짐작못한 바 아니나 위에 현시창님께서 쓰셨듯이 유지보수나 여러면에서 호율이 많이 차이나고 특히 넓은 땅떵이를 갖은 미국과 달리 우리는 그런 시설 운영이 부담스러운 것이 현실이니 기왕하는 것 그런 제한도 풀어야 겠습니다.

본글과 댓글로 아낌없이 설명해 주신 분들 덕분에 잘 이해하게 되었네요 감사드립니다

이번 미국 방문에 원자력 협정 개정 하려나요?

했으면 좋겠다.

그런 것도 해야겠지만, 다른 현시창님 글에서처럼 한반도, 북과 관련하여 미국과 합의를 봐야합니다.
이미 지난 한미회담으로 우리와 미국의 관계는 더 유착되었고 미국의 대중국 전선에 사실상 가장 핵심이 된 바 미국이 확실하게 확답해야합니다.
미국이 우리 최우방, 동맹으로 가장 중요한 나라이지만 한반도, 북한과 비할 바는 아닙니다. 이는 북한과 현 정치군사적 대랍관계와는 별개로 우리 민족의 운명에 관한 것이니 양보할 수도 없는 것이고 우리가 미국과 이렇게 유착하는 것도 결국 그것 때문이니 이번 회담으로 확실하게 해야할 것입니다.

현시창님이 잘설명해주셨네요..

뭐 쉽게 이야기합니다.

가장 큰특징은 바로.
고농축은  원자로 원료 다 탈때까지.........  아니면 선체에 심각한 이상이 있을때.  그냥 폐기처분합니다.
그기간이 30년으로 알려져 있기는 합니다.  하지만, 중간중간.... 중간점검은 있습니다.
다시 수명연장을 위한 개량이 필요하기도 합니다.
하지만 원자로는 안전을 위한 점검이고  대부분 선체에 대한 중간점검입니다.

둘째는 대용량전력생산.
확실히 저농축보다 대용량입니다.
그래서 선체크기도 만톤에 달하는 놈도 있을정도로... 큽니다.
그에 따른 기타 복지시설에도 엄청난 전력을 사용합니다.
샤워장은 물론이고,  심지어 사우나시설까지 운영하고 있습니다.
전기로 모든 산소. 물 등 관련기타시설까지 운영이 가능합니다. 

셋째 속도.
확실히 고농축이 빠릅니다.  대용량을 바탕으로한 엄청난 전력을 바탕으로 말이죠.
잠수속도 30노트....  굉장하죠..
하지만 속도관련해서는 똑같을수 있기는 한데 그게 규모차이이고,
심지어 위에서 이야기한 기타 관련부대시설운영까지 한다면 넘쳐나는 전력이죠.

넷째 핵재처리시설 ... 운영에 플루토늄의 생산.
바로 핵미사일에 대한 원료를 자체 생산할수 있습니다.
핵잠의 규모가 클수 밖에 없는 이유는 거의 차폐능력과 방사능 차폐시설 및 심지어 정화시설까지 운영한다라는 것이죠.
거기에 플루토늄추출 재처리 시설장비까지
이부분이 가장 미국으로서는 걸리기는 하죠. 
실제로 재처리시설에 대한규모...는 추출설비가 그다지 생각보다 크지않다라는데 있습니다.

그동안 스마트원전에 대한 이야기를 하면서 냉각수문제를  이제는 염화나트륨을 이용한 것과.
금속냉각재의 개발로  이러한 문제를 사전차단하려는 목적도 있습니다.

그래서 원잠에대한 많은 반발이 잇었기도 하고, 


다섯째  수심
잠함심도는 아직까지 기밀사항입니다 최대 잠항심도는 어디까지 인지  알수가 없습니다.
항간에는 1500m 까지 내려갔다고 하고, 
떠도는 풍문이 많은데....  잠항심도차이가 있습니다.
그러나 활동반경이 대륙붕근처에서는 운영하기가 어렵습니다.

고래가 해안에 떠밀려오듯.... 낮은 심도에는 .....부상외에는 답이 없습니다.

농축률이 다른 것 때문에 잠함심도도 영향을 받는건가요 ? 좀 이상하군요.

뭐 함체 대형화에 따른 구조적 강도가 올라가는 것이라고 하는데 더 정확할듯.

원자로의 크기와그에 따른 방음 및 차폐시설. 등등. 대형화에 따른
설계적 구조관련해서 더 선체강도가 ... 올라간다라는 의미임.

잠항심도는 복각(=이중선체)구조인가 단각(=단일선체)구조인가에 영향을 많이 받습니다.
대부분의 재래식잠수함은 단각구조며, 원잠은 복각구조입니다.
일본의 소류급/타이게이급은 재래식이지만
복각구조를 사용해 원잠만큼 잠항심도가 깊습니다.

단각 : 외부에 비해 내부가 크다. 가벼워서 기동성이 좋다. 잠항심도가 상대적으로 낮다
복각 : 외부에 비해 내부가 좁다. 튼튼해서 외부충격에 강하고 잠항심도가 깊다. 비싸다...

저도 그건 아는데, 단각/복각과 핵연료 농축도 사이에 연관성은 없다고 생각되거든요.

생각하는 것처럼 연관성이 없는 게 맞습니다.

그런데 기술로서는 프랑스의 저농축원자로 기술이 고농축기술보다 고난이도라고 하는것같더군요. 듣기로는..
핵잠수함전력을 가지고 있는 나라들 그러니까 중공,인도,러시아,영국,미국 다 고농축이라고 들은것 같음.
왜 핵무기를 가지고 있는 나라중 유일하게 프랑스가 저농축원자로를 고도화 하려할까. 뭔가 그만한 사정이 있기때문이겠지요.
물론 저농축은 함선이 폐기될때까지 핵연료를 몇번은 교체해줘야 한다는것 같은데 프랑스는 이걸 쉬프랑급에서는 교체가 쉽게하기 위해 기술을 더 고도화를 했다던군요.

왜 핵전력을 가지고 있는 다른나라들은 고충축으로 연료를 사용하는데 왜 프랑스만은 다른기술로 나아가려 할까.
프랑스도 핵보유국이기 때문에 중공,인도,미국처럼 고농축으로 하면 좋을텐데. 아무튼..

다른 사이트에서 들은 이야기로는 미해군도 저농축기술를 고민하고 있다더군요.
https://fissilematerials.org/blog/2019/06/us_shift_away_from_heu-fu.html
https://fas.org/blogs/secrecy/2019/06/naval-reactors-leu/
이게 그 원문이라는데 자세히는 모르겠씀.

미군이 저농축원자로체계로 바꾸지않는 이유는 비용이 너무많이 들기 때문이라는 이야기가 있더군요. 지금까지 구축해놓은 고농축체계를 바꿔야하고 저농축기술을 개발해야하고 그에따른 상당한 예산등등으로..
지금 미해군이 처한사정이 엄청난 예산을 투입한 차기구축함 사업이였던 줌왈트 프로젝트와 또 미해군의 차기 연안전투함체계사업도 어마무시한 예산을 투입하고 쫑나버려서 지금 미해군은 상당한 차기함정의 공백상태라 고민한다더군요.

잠수함끼리 전시가 아니면 서로의 모항에서 대기타고 있다가 나오는 적을 추적하면서 감시하는 역할을 하려고 비싼 원잠을 도입하는 겁니다.
그러면 상대입장에서 발견 못한다면 그냥 통상적인 순항속도로 정해진 임무대로 초계작전하겠지만 뒷에 적군이 붙었다고 판단되면 영해내면 경고및 다른 해군 아군자원들과 작전하면서 상대방을 압박하기도 하고, 불리한 상황이면 최대속도로 튀면서 숨바꼭질하기 시작합니다.
이런 과정에서 뒷에 따라오던 적군 잠수함에 똥침당해 플로펠러가 다 망가져 부상하기도 하고, 개판인 상황이 나오는 겁니다.
우리가 원잠을 도입하는게 북한의 원잠의 견제와 중국 애들 견제가 목적이라면 결국 90%이상의 고출력 기관이 되어야 유연한 추적이 가능 합니다.
저출력의 경우 20%만 되어도 5-7년마다 교환 해줘야 하고 이때 선체를 가르고 원자로 빼어내야 합니다.
프랑스가 제공하는 20% 원자로가 30년 이상 간단 애기는 제네 입장에선 냉전도 끝났고, 러시아 원잠들과 숨바꼭질 할일이 별로 없고 만약 발견되면 수상함과 항공기로 잡는단 마인드고, 원잠은 상호확증 파괴 전략으로 핵미슬을 적국에 쏠정도로 성능만 나오면 되니, 애넨 이정도 스펙이면 만족하지만......
20%의 저농축 우라늄 가지고 고출력의 원잠들과 숨바꼭질 놀이하면 4-6년마다 함선 가르고 원자로 교체 해줘야 합니다.
이걸 줄이는 방법이 저출력으로 전기 생산해서 배터리에 저장 모터로 구동하는 개념이면 장기간 고출력 기동이 불가하고, 원잠을 상대로 숨바꼭질하기 힘듭니다.
극한 기동 들어가면 배터리와 모터가 견딜지도 미지수고, 그래서 프랑스도 개발하면서 애로사항이 많은 상태고, 적당한 스펙으로 나오면 재수없음 aip 리튬 잠수함보다 속도만 조금빠른 놈이 나올수도 있습니다.

20 % 농축이라도 핵연료 교체 주기 10 년이고, 선체 가를 필요없이 연료봉 교체 가능합니다.
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