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인공태양 내부 부품 'Made in Korea' 장착한다

핵융합연, 국제핵융합실험로 핵심 부품인 열차폐체 개발
인공태양 구현 위해 '복사열 차단' 중요···순수 국내 기술
"ITER 장치 건설 모든 과정, 과학기술 한계 뛰어넘는 도전"
국가핵융합연구소가 프랑스 카다라슈 지역에서 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER) 핵심 부품인 열차폐체를 자체 개발했다. <사진=국가핵융합연구소 제공>국가핵융합연구소가 프랑스 카다라슈 지역에서 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER) 핵심 부품인 열차폐체를 자체 개발했다. <사진=국가핵융합연구소 제공>
전 세계 핵융합 전문가가 모여 진행 중인 '인공태양' 프로젝트에 한국산 부품이 투입된다. 

국가핵융합연구소(소장 유석재)는 프랑스 카다라슈 지역에서 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER) 핵심 부품인 열차폐체가 우리나라에서 개발돼 운송을 시작했다고 17일 밝혔다.

ITER 프로젝트는 미국, 유럽연합(EU) 등 7개국이 핵융합 에너지의 대량 생산 가능성을 실증하기 위한 프로젝트다. 핵융합 반응을 통한 500MW급 열출력을 발생하는 장치로 이른바 '인공태양'으로 불린다. 이를 위해 핵융합 실험로에는 태양처럼 핵융합반응이 일어나는 환경을 인위적으로 만든다. 초고온의 플라즈마를 자기장을 이용해 가두는 핵융합 장치에서 플라즈마가 도넛 모양의 진공 용기 내에서 안정적 상태를 유지하도록 제어하는 방식이다.

이번에 핵융합연이 개발한 '열차폐체'는 토카막을 구성하는 일부다. 이 장치는 핵융합로에서 초고온 플라즈마가 만들어지는 진공 용기의 열이 극저온(영하 269도)에서 운전되는 초전도자석에 전달되지 않도록 복사열을 차단한다. 크게 진공 용기 열차폐체와 저온 용기 열차폐체로 나뉜다. 높이는 25m, 무게는 900t에 이르는 초대형 구조물이다.  ITER 열차폐체는 우리나라가 상세 설계부터 제작까지 100% 책임지고 있는 조달품이다. 2014년부터 국내 산업체인 SFA와 협력해 개발·제작을 진행하고 있다. 

열차폐체는 9개 섹터로 제작된다. 그 중 진공 용기 열차폐체의 6번 섹터와 하부 저온 용기 열차폐체 실린더가 가장 먼저 제작이 완료돼 최종 검수를 마쳤다. 지난해 8월 설계 검증과 조립 적합성을 확인하는데 성공한 바 있다. 핵융합연과 SFA는 열차폐체 핵심기술인 은도금 설비를 완성해 테스트를 진행했다. 그 결과 표면에 8~10마이크로미터 두께의 균일한 은도금을 구현하는데 성공했다. 현재 제작을 진행 중인 남은 열차폐체는 2020년 10월까지 제작을 완료하고 2021년 최종 조달을 완료할 계획이다. 

프랑스 카다라슈에서 건설중인 국제핵융합실험로(ITER). <사진=국가핵융합연구소 제공>프랑스 카다라슈에서 건설중인 국제핵융합실험로(ITER). <사진=국가핵융합연구소 제공>

허남일 ITER 한국사업단 토카막 기술부장은 "전체 600개 패널과 7만 개 볼트로 조립되는 열차폐체는 ITER 장치 조달품 중 가장 많은 인터페이스를 갖고 있어 까다로운 설계와 제작 조건이 요구된다"면서 "국내 협력 기업 및 ITER 국제기구와 한 팀이 돼 여러 기술적 난관을 극복하기 위해 협력해 이룬 성과"라고 밝혔다.

정기정 ITER 한국산업단 단장은 "각종 극한 기술을 필요로 하는 ITER 장치 건설은 모든 과정이 기존 과학기술의 한계를 넘는 새로운 도전의 연속"이라며 "ITER 열차폐체의 성공적 제작으로 또 하나의 도전을 이룬 만큼 핵융합에너지 상용화를 위해 국내 조달품의 적기 제작을 위해 최선을 다하겠다"고 말했다.

선적되고 있는 열차폐체. <사진=국가핵융합연구소 제공>선적되고 있는 열차폐체. <사진=국가핵융합연구소 제공>
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