韓, ‘땅 위의 인공태양’ 핵심장치 조달

국제핵융합실험로(ITER) 진공용기 제작
국내 기업 1200억 수출 성과 올려

한국이 납품한 국제핵융합실험로(ITER) ‘진공용기 섹터’. [사진=과학기술정보통신부]

한국이 국제핵융합실험로(ITER)의 ‘진공용기 섹터’를 제작 및 조달을 완료했다. 핵융합로 핵심부품으로 꼽히는 진공용기의 설계와 제작, 품질 관리에 이르는 전 과정의 기술을 한국이 확보했다는 평가가 나온다.

과학기술정보통신부는 22일 한국이 제작 담당한 ITER 핵심부품인 진공용기 섹터 제작 및 조달을 완료했다고 밝혔다.

ITER은 한국을 포함해 전 세계 7개국이 공동으로 프랑스 남부 카다라슈 지역에 건설 중인 핵융합에너지 발전소다. 2035년 가동을 목표로 79억 유로(약 11조 5779억원)가 투입된다. 핵융합에너지는 수소나 헬륨 같은 가벼운 원자핵이 충돌해 무거운 원자핵으로 바뀌는 과정에서 방출되는 고에너지다. 이를 이용해 터빈발전기를 돌려 전기를 얻으면 핵융합발전소가 된다.

태양에서는 자체 질량과 중력으로 핵융합 반응이 자연스럽게 일어나지만, 이 반응을 지상에서 인위적으로 일으키기 위해서는 토카막이라는 장치가 필요하다. 토카막에 초고온 플라스마 상태의 수소와 삼중수소를 가둬 둘을 충돌시킨다. ITER도 이런 방식의 토카막을 이용해 핵융합에너지를 생산한다.

ITER 진공용기는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 발생·유지하기 위한 고진공 환경을 구현하는 핵융합로의 핵심 설비다. 고진공 환경을 구현하는 일종의 그릇과 같다. 그릇 한 개는 높이가 11.3m, 폭 6.6m, 무게 약 400t에 달한다. 도넛처럼 가운데 구멍이 뚫린 그릇 9개를 차례로 쌓아 고진공 환경을 구현한다. 9개 그릇이 모두 조립되면 무게가 5000t에 달할만큼 큰 구조물이다. 한국은 9개 진공용기 섹터 중 4개 섹터 제작을 담당하고 있다.

진공용기 각 섹터는 4개의 조각으로 나누어 제작된다. 이를 결합하기 위해 총 1.6km 이상의 용접이 필요하다. 더불어 내벽의 부품들을 오차 없이 조립할 수 있도록 수mm 이하의 엄격한 공차를 유지해야 하는 등 고난도의 성형 및 용접 기술이 요구된다. 이러한 기술적 난이도로 인해 진공용기는 ITER의 구성 부품 중에서도 가장 제작 난이도가 높은 핵심 품목으로 평가된다.

한국은 이행협정에 따라, 2개 진공용기 섹터 제작을 담당하였으나 나머지 7개 섹터 제작을 담당하던 유럽연합(EU)의 제작이 지연됨에 따라 2016년 2개 섹터 제작을 추가로 담당하게 됐다. 총 4개 섹터 제작을 담당하게 됐다. 이에 따라 국내 기업들이 총 1200억원 상당의 해외 수주 성과를 창출했다는 게 과기정통부의 설명이다.

이창윤 과기정통부 차관은 “ITER 사업 참여를 통해 확보한 핵융합로 핵심 기술과 제조 역량을 바탕으로 향후 다가올 핵융합 실증로 건설 시장의 주도권을 확보하고 글로벌 리더십을 강화해 나겠다. 지난 7월 22일에 수립한 ‘핵융합에너지 실현 가속화 전략’을 차질없이 수행하여 핵융합에너지 실현이 꿈이 아니라 현실이 될 수 있도록 기술개발 및 산업육성 등의 정책을 추진하겠다”고 밝혔다.

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