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[서울=뉴스핌] 김현영 기자 = 차세대 원자력 기업 오클로(종목코드: OKLO)가 미국 에너지부(DOE)의 '잉여 플루토늄 활용 프로그램' 우선협상 대상 기업으로 선정됐다. 이 소식이 전해진 26일(현지시각) 오클로 주가는 장중 73.29달러까지 치솟으며 전일 종가(65.88달러) 대비 최대 11.25% 급등했다. 이날 거래는 68.70달러(+4.28%)로 마감됐고, 시가총액은 119억 5,000만 달러를 기록했다. 최근 5거래일 기준 누적 수익률은 9.78%에 달한다.

시장의 반응은 단순한 모멘텀 매매를 넘어선다. 현재 공매도 잔고는 전체 유통 주식의 18.93%에 달하며, 공매도 주식 수도 직전 보고 기간 2,861만 주에서 2,874만 주로 소폭 증가한 상태다. 이번 정부 선정 소식이 대규모 숏 스퀴즈를 촉발했을 가능성이 높다는 게 시장 분석가들의 시각이다. 오클로 주가가 52주 최고가인 193.84달러(2025년 10월 15일) 대비 여전히 60% 이상 낮은 수준에 머물고 있다는 점도 모멘텀 투자자들의 잠재적 회복 여력에 대한 관심을 자극하는 요인이다.

◆ '잉여 플루토늄 활용 프로그램'이란

이번 프로그램의 핵심을 이해하려면 플루토늄의 핵물리학적 특성부터 짚어볼 필요가 있다. 대부분의 원자로는 우라늄 연료로 가동된다. 우라늄이 핵분열하는 과정에서 플루토늄-239가 생성될 수 있으며, 이 동위원소는 핵분열을 일으켜 열을 생산한다. 이후 중성자 흡수 횟수에 따라 핵분열이 잘 일어나지 않는 플루토늄-240, 다시 핵분열이 가능한 플루토늄-241이 순차적으로 생성된다. 핵분열이 어려운 짝수 번호 동위원소들이 축적되면 결국 '사용후 핵연료'가 되지만, 이 연료조차 고속 원자로에서 재활용이 가능하다. 오클로가 이번 프로그램을 통해 공급받게 될 연료가 바로 이것이다.

미국 정부는 냉전 시대 핵무기 해체 과정에서 발생한 약 50톤의 플루토늄을 무기급으로 분류하고 있지만, 국가 안보 목적으로는 과잉 보유된 상태로 판단해 폐기 대상으로 지정한 바 있다. 도널드 트럼프 대통령은 약 1년 전 행정명령에 서명해 기존의 '희석·폐기(dilute-and-dispose)' 방식을 사실상 폐기하고, 해당 물질을 차세대 원자력 기술의 연료로 전환하는 새로운 경로를 열었다. 에너지부는 이 행정명령에 따라 해체 핵탄두에서 비롯된 약 20톤의 플루토늄을 민간 전력 회사에 공급하는 방안을 구체화해왔으며, 이번 발표는 그 실행 단계의 신호탄이다.

이번에 선정된 오클로를 포함한 5개 기업은 미국의 보안·안전조치·물질 책임 요건을 충족하는 조건 하에 잉여 플루토늄을 원자로 연료로 전환하는 사업을 추진하게 된다. 오클로 경영진에 따르면, 약 20톤의 플루토늄은 자사 원자로에 사용될 고순도 저농축 우라늄(HALEU) 환산 기준으로 약 160~200톤의 연료에 해당하는 물량이다.

◆ 오클로의 전략: '가교 연료'로 연료 공급 병목을 돌파한다

오클로는 이번 프로그램 참여를 단순한 연료 조달 차원이 아닌, 연료 공급 전략의 핵심 축으로 위치시키고 있다. 회사는 국내 우라늄 농축 및 핵연료 인프라가 충분히 확충되기 이전까지, 잉여 플루토늄을 임시 '가교 연료(bridge fuel)'로 활용해 원자로 보급을 가속화하는 방안을 추진 중이다.

제이콥 드위트 오클로 공동 창업자 겸 최고경영자(CEO)는 "연료 공급 제약이 차세대 원자로 개발의 핵심 병목"이라고 인정하면서도, "이 프로그램은 기존 잉여 물질을 가교 연료로 전환함으로써 더 많은 원자로를 더 빠른 시점에 가동할 수 있는 현실적인 경로를 열어준다"고 강조했다. 그는 이어 "궁극적으로는 미국의 잉여 연료 비축량을 활용해 에너지 지배력을 강화하고, 장기 보관에 따른 안보·환경 리스크를 동시에 해소하는 전략"이라고 덧붙였다.

오클로의 연료 전략은 다각화를 기조로 한다. 이번 잉여 플루토늄 공급 경로 외에도 고순도 저농축 우라늄(HALEU) 농축, 사용후 연료 재활용, 자체 A3F 연료 제조 프로그램을 복수의 축으로 운영하고 있다. 이와 함께 오클로는 로스앨러모스 국립연구소와 협력해 핵폐기물을 에너지로 재활용하는 원자로 설계를 검증하는 작업도 병행 중이다.

◆ 뉴클레오와의 대서양 파트너십...최대 20억 달러의 유럽 자본

오클로는 이번 프로그램에 앞서 유럽의 차세대 원자력 개발사 뉴클레오(newcleo)와 손을 잡았다. 양사의 협력은 2025년 10월 공표된 전략적 파트너십에 뿌리를 두며, 당시 상호 수용 가능한 계약 조건과 업계 여건을 전제로 뉴클레오 계열 투자 기구를 통한 최대 20억 달러 규모의 잠재 투자 가능성을 명시한 바 있다. 유럽발 대규모 자본이 미국 원자력 인프라 구축에 투입될 수 있다는 점에서 시장의 주목을 받았다.

이번 협력 체계에 따르면 오클로는 뉴클레오와 함께 잉여 플루토늄 활용을 주도하며, 뉴클레오는 연료 전문 기술과 사업 자금을 제공하는 역할을 맡는다. 다만 이는 최종 계약 체결, 통상적인 규제 당국 승인, 미국의 보안 및 안전조치 요건 충족을 전제로 한다. 양사는 이번 사업이 기존 잉여 물질을 엄격한 통제 하에 핵분열을 통해 소비하면서 전기를 생산하는 '사용을 통한 처분(disposition through use)' 방식을 구현하는 데 목적이 있다고 밝혔다.

스테파노 부오노 뉴클레오 CEO는 "연료 및 원자로 기술을 통해 핵 부담을 줄이겠다는 약속을 실현하기 위해 오클로와 대서양을 잇는 파트너십을 맺게 된 것을 자랑스럽게 생각한다"고 말했다.

뉴클레오는 2026년 2월 미국 원자력규제위원회(NRC)에 첨단 연료 제조 시설 및 납냉각 고속 원자로 설계에 관한 사전 신청 협의를 개시했다. 미국 시장 진입의 규제 절차가 본격화되고 있다는 점에서 오클로 입장에서는 파트너사의 미국 시장 가시화가 자사 사업의 실행 가능성을 높이는 신호로 해석된다.

◆ 트럼프 행정부 정책, 오클로에 구조적 순풍으로 작용

이번 DOE 선정이 갖는 의미는 개별 계약 수주를 훨씬 넘어선다. 트럼프 행정부가 추진하는 핵에너지 부흥 정책, AI 데이터센터 확산에 따른 전력 수요 급증, 미국 내 연료 공급망 내재화라는 세 가지 거대한 흐름이 오클로의 사업 모델을 향해 수렴하고 있기 때문이다.

2025년 5월, 연방 정책은 에너지부에 희석·폐기 프로그램을 중단하고 잉여 플루토늄의 연료 전환 경로를 구축하도록 지시했다. 이번 협상 대상 선정은 그 정책이 실제 집행 단계로 진입했음을 알리는 공식 신호다. 오클로로서는 정부의 정책 방향, 유럽 자본 파트너, 자사의 규제 선점 우위, 기술 기업들의 전력 수요가 하나의 서사로 수렴되는 유례없는 국면을 맞이하고 있다.

울프리서치의 스티브 플라이시먼 애널리스트 역시 오클로가 트럼프 행정부와 긴밀한 정치적 유대를 맺고 있다는 점을 투자 논거의 긍정적 요인으로 꼽았다. 오픈AI의 샘 올트먼이 초기 투자자로 참여하며 오클로와 실리콘밸리의 접점을 형성하고 있다는 사실도 이 같은 정책-산업 연계의 상징적 맥락으로 작용한다.

▶②편에서 계속됨

kimhyun01@newspim.com