1억℃ 인공태양 담을 그릇, 현대중공업이라 가능했다

[머니투데이 최민경 기자] 문재인 대통령이 25일 국가재정전략회의에서 환경친화적 '그린뉴딜'을 또 다시 강조한 가운데 내달 3일 시험 운전하는 한국형 인공태양 '케이스타(KSTAR)'에 관심이 쏠린다. 이번 케이스타 시험 운전은 태양 표면 온도인 1500만도의 7배에 달하는 섭씨 1억도로 '플라즈마(고체·액체·기체를 뛰어넘는 상태)'를 10초 이상 유지해야 한다. 이 운전이 성공하면 폐기물이나 폭발 걱정이 전혀 없는 핵융합 발전이 가능한 '인공태양' 개발에 한발 더 다가간다. 이는 한국형 그린뉴딜의 핵심 사례가 될 수 있다.

케이스타는 한국과 미국, 중국, EU(유럽연합) 등 7개국이 공동 진행하는 '국제핵융합실험로(ITER)' 실험의 핵심이다. 특히 현대중공업은 ITER 핵심 설비인 인공태양 9개 섹터 중 4개 섹터를 수주했다. 수주금액만 2억4000만달러(약 3000억원)에 달한다. 나머지 5개 섹터는 EU(유럽연합)의 전문업체들이 나눠서 수주했다. 단일 기업으로 4개 섹터를 수주한 현대중공업이 사실상 ITER의 핵심인 인공태양 사업을 책임지는 셈이다.

인공태양 사업은 특히 현대중공업의 조선기술, 그중에서도 용접기술이 돋보인다.

인공태양 일부분인 진공용기는 초고온 상태와 강렬한 에너지 감당해야 하는만큼 핵융합발전 실험의 핵심장치로 꼽힌다. 이 실험이 성공하려면 이 진공용기, 즉 총 길이 1km에 달하는 60mm 두께 스테인리스강을 한 치 오차 없이 용접해야 한다.

바로 여기에 현대중공업의 내로라하는 기술이 빛을 발한다. 2010년 세계 최초로 '디지털 용접 시스템'을 개발해 선박 용접에 적용한 현대중공업은 40여년 간 사용했던 아날로그 용접 방식을 뛰어넘어 디지털 용접시대를 열었다. 현대중공업 관계자는 "인공태양 시험 운전이 성공하려면 고진공 환경을 구현하고 핵융합 과정에서 발생하는 중성자를 차단할 강력한 방호벽인 진공용기가 있어야 한다"며 "이 진공용기 제작을 사실상 현대중공업이 주도한다"고 밝혔다.

2025년 준공을 목표로 하는 ITER 조립 설치의 기준점인 첫 섹터도 현대중공업이 스타트를 끊었다. 현대중공업은 지난달 20일 높이 11.3m, 폭 6.6m, 400톤 규모의 섹터 6번을 완성했다. 섹터 6번은 오는 7월까지 프랑스 카다라쉬에 위치한 ITER 건설지에 도착될 예정이다. 현대중공업은 나머지 3개 섹터도 빠른 시일 내에 완성해 오는 2021년까지 프랑스에 조달할 계획이다.

ITER에서 진공용기와 저온용기를 연결하는 부품인 진공용기 포트도 70% 이상을 현대중공업이 맡는다. 이외에도 ITER의 초전도 도체와 초전도자석 전원공급장치, 조립장비, 삼중수소 저장·공급시스템 등도 한국기업이 조달한다.

전문가들은 "ITER가 계획대로 2025년에 준공돼 시운전에 성공하면 핵융합 발전의 상용화는 시간 문제가 될 것"이라며 "2045~2050년이면 청정그린 핵융합에너지가 상용화되는 것인데 여기에 현대중공업을 비롯한 한국기업들의 미래가 있다"고 밝혔다.

국가핵융합연구소는 한국에서 수주한 ITER 수주금액만 벌써 6000억원이 넘는다고 밝혔다. 이 연구소 관계자는 "ITER가 성공해 전 세계에서 핵융합 발전소를 짓게 되면 ITER에 처음부터 참여한 한국기업들이 수주 우선순위가 될 것"이라고 말했다.

☞케이스타(KSTAR)란? 폐기물이나 폭발 위험이 전혀 없는 핵융합 반응으로 에너지를 생산하는 초전도 핵융합 발전의 한국형 시범 장치를 말한다. 한국과 미국, 유럽연합(EU), 러시아, 일본, 중국, 인도 등 7개국이 공동개발하는 국제핵융합실험로(ITER) 장치의 30분의 1 규모로 한국에서 만들었다. 이 케이스타 실험이 성공적으로 끝나면 ITER 성공으로 이어질 수 있고 막대한 상업용 핵융합 발전설비 발주가 잇따를 전망이다. 케이스타 핵융합 발전을 위해선 섭씨 1억도 이상의 초고온 플라스마를 유지해야 한다.

최민경 기자 eyes00@mt.co.kr

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