韓 `인공태양` 국제핵융합실험로 구현할 핵심 진공용기 섹터 첫 완성

↑ 국제핵융합실험로(ITER) 진공용기 제조 현장. 한국은 최근 진공용기를 구성하는 9개 섹터 중 조립 기준점이 되는 첫 번째 섹터를 완성했다. [사진 제공 = 국가핵융합연구소]

한국 연구진이 핵융합에너지 개발을 위한 국제핵융합실험로(ITER)의 핵심 장치인 진공용기의 조립 기준점이 되는 첫 번째 섹터를 완성했다. 이에 따라 2025년 첫 플라스마 발생을 목표로 하고 있는 ITER 건설이 탄력을 받을 것으로 전망된다.
국가핵융합연구소는 ITER 진공용기 첫 번째 섹터(6번 섹터)를 완성하고 ITER 건설지인 프랑스 카다라쉬로 운송을 시작할 예정이라고 20일 밝혔다. ITER 진공용기 6번 섹터는 최종 검수 및 포장 과정 등을 거쳐 다음달 중순 프랑스로 이동을 시작할 예정이다. 7월 초 프랑스 카다라쉬에 위치한 ITER 건설지에 도착하게 되면 본격적으로 ITER 장치 조립을 시작하게 된다.
유럽연합(EU)과 한국, 미국, 러시아, 일본, 중국, 인도 등 7개국이 2007년부터 공동 건설 중인 ITER는 무한한 태양에너지의 근원인 태양 중심의 핵융합 반응을 인공적으로 일으켜 전력을 얻는 핵융합에너지를 개발하기 위한 500㎿급 열출력 실험장치로 '땅 위의 인공태양'으로 불린다.
핵융합로(토카막)의 진공용기는 1억도 이상의 초고온 플라스마를 가두는 진공 조건을 만들어 주고, 중성자와 열이 외부로 빠져나가지 않게 차폐해 주는 역할을 한다. 높이 13.8m, 외경 19.4m, 무게 5000t에 달하는 도넛 형태의 전체 완성품을 40도 간격의 9개 섹터로 나눠 제작하는데 한국은 이 중 조립의 기준점이 되는 첫 번째 섹터(6번 섹터)를 포함해 4개를 제작한다. 진공용기 제조는 현대중공업이 전담하고 있다.
ITER의 첫 번째 진공용기 섹터가 완성됨에 따라 ITER 건설은 본격적인 장치 조립·설치 단계로 들어서게 됐다. 6번 섹터가 먼저 설치돼야 진공용기를 구성하는 다른 섹터들이 순차적으로 조립될 수 있기 때문이다. 진공용기 6번 섹터는 전체 9개 섹터 중 가장 먼저 제작되는 만큼 각종 기술적 난제들을 해결해야 하는 어려움 탓에 ITER 건설 과정의 '아이스 브레이커'로 불리기도 했다.
진공용기는 3차원 형상을 갖는 특수 스테인리스 강 소재의 이중격벽 구조물로 완벽한 진공 상태 구현을 위해 제작 과정에서 최고의 기술적 난이도와 엄격한 품질관리가 요구된다. 총 1㎞에 달하는 60㎜ 두께의 특수 스테인리스 강을 용접하는 과정에서 수많은 내벽 부품을 정밀하게 조립할 수 있도록 수㎜ 이하의 공차를 충족하고, 100% 정밀 비파괴검사를 통과해야 하는 프랑스 원자력 안전규제를 준수해야 한다.
정기정 ITER 한국사업단장은 "이번 진공용기 6번 섹터의 성공적 완성은 뛰어난 기술 역량을 지닌 국내 산업체가 ITER 국제기구, 한국사업단과 긴밀한 기술 협력을 통해 이뤄낸 대표적인 거대과학기술 성공 사례"라고 평가했다. 한영석 현대중공업 사장은 "첫 번째 섹터를 완성한 경험을 바탕으로 나머지 3개 섹터도 적기에 조달해 성공적인 ITER 건설에 기여하도록 최선을 다하겠다"고 밝혔다.
[송경은 기자]