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국내 산학 협력으로 1억도 견디는 인공태양 핵융합로 내부벽 제작

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핵융합연, 플라즈마·중성자 방패 ‘블랑켓 차폐소재’ 첫 완성
전체 440개 중 절반 한국 담당… 이엠코리아·비츠로테크 등 참여

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완성된 블랑켓 차폐블록(왼쪽)과 ITER에 설치된 후 예상되는 모습(오른쪽)./국가핵융합연구소 제공

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인공태양으로 불리는 국제핵융합실험로(ITER)의 몸체를 보호하는 장치가 국내에서 제작됐다.1억도에 이르는 온도에 견딜 수 있어야 하는 핵융합로 내부벽을 우리 기술로 만든 것이다.

국가핵융합연구소는 ITER에서 우리나라가 담당하고 있는 품목 중 하나인 ‘블랑켓 차폐블록’의 첫번째 완성품을 개발했다고 7일 밝혔다.

핵융합 반응에는 높은 온도의 플라즈마가 필요하고 반응 후에도 높은 에너지를 갖는 중성자가 발생한다. 블랑켓 차폐블록은 플라즈마와 중성자로부터 ITER 장치들을 보호하는 방패 역할을 한다. 높이 1m, 폭 1.4m, 두께 0.4m의 크기를 갖는다.

ITER에는 총 440개의 블랑켓 차폐블록이 퍼즐처럼 조립될 예정인데, 그중 절반인 220개를 우리나라가 2025년까지 조달하기로 했다. 행융합연, 이엠코리아, 비츠로테크 등이 공동 개발하고 있다.

이번에 220개 중 첫번째 장치를 제작 완료한 것이다. 핵융합연은 "블랑켓 차폐블록 제작에 필요한 기술적 이슈를 해결하고 양산 시스템을 성공적으로 구축했다는 데 의미가 있다"고 했다.

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블랑켓 차폐블록 몸체에 냉각수 통로를 뚫는 모습./핵융합연 제공

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연구진은 이번 개발을 위해 고온 환경을 견딜 수 있는 ‘특수 스테인리스 스틸’을 개발했다. 또 블랑켓 차폐블록이 열을 견디기 위해서는 내부에 냉각수가 흐를 수 있는 정교한 통로를 뚫어줘야 한다. 연구팀은 단 한번의 시도로 1.4m 깊이의 구멍을 오차없이 뚫는 데 성공했다. 완성품은 실제 핵융합 환경을 재현한 고온·진공 조건에서 성능 테스트를 마쳤다.

정기정 핵융합연 ITER한국사업단장은 "국내 산업체와 협력해 기술적 한계들을 극복한 끝에 개발에 성공할 수 있었다"며 "앞으로도 국내 산업체의 역량 강화에 기여할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.

ITER은 핵융합 에너지의 상용화 가능성을 실증하기 위해 한국, 미국, 중국, 일본, 유럽연합(EU), 러시아, 인도 등 7개국이 공동 개발 중인 대형 실험 장치이다. 2025년 프랑스에서 완공될 예정이다.

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블랑켓 차폐블록 제작을 위한 용접 과정./핵융합연 제공

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김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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