핵융합발전 프로젝트 韓國이 주도.."ITER 부품의 70~80% 도맡아"

국제핵융합실험로(ITER) 토카막 주장치의 주요 부품 조달품목 현황. 핵융합연 제공

ITER 토카막 주장치의 조립동 내부. 국내에서 개발한 SSAT-1, SSAT-2가 우리나라가 자체 개발, 제작해 ITER 국제지구에 조달한 '섹터부조립장비' 모습 핵융합연 제공

국제핵융합실험로(ITER) 장치 조립은 인류가 핵융합에너지 실용화 가능성에 한 발 더 다가서는 상징적인 의미를 지닌다. 더욱이 ITER 장치에 들어가는 주요 부품과 장비의 70∼80%를 한국이 도맡아 개발·제작하고 있다. 이 때문에 핵융합 분야에서 독보적인 한국의 기술력이 뒷받침되지 않았다면, ITER 장치 조립까지 지금보다 상당한 기간이 걸렸을 것이라는 얘기가 나올 정도다.

실제, 국가핵융합연구소와 현대중공업, 다원시스, KAT 등 산업계는 ITER에 9개의 주요 장치를 개발, 조달하고 있다. 이 가운데 ITER 주장치에 들어가는 핵심품목이자 극한기술의 결정체로 조립의 첫 순서에 해당하는 '진공용기 섹터'를 비롯해 진공용기 내부의 초고온 열이 초전도 코일과 구조물로 전달되는 것을 최소화하는 장비인 '열차폐체', 그리고, 7개국에서 조달받은 각종 부품과 장비를 ITER 장치에 조립할 수 있게 하는 '특수 조립장비'를 성공적으로 개발했다.

뿐만 아니라, ITER 국제기구의 핵심 보직인 기술 사무차장과 건설부문장 등을 포함해 51명의 한국인이 근무하는 등 ITER 건설에 뛰어난 역량과 리더십을 발휘하고 있다.

유석재 국가핵융합연구소장은 "ITER 장치 조립에 한국의 역할이 거의 80%에 달할 정도로, 커다란 기여를 했다고 평가받고 있다"면서 "9개 주요 품목의 조달 과정에서 한국의 110개가 넘는 산업체가 참여해 ITER 국제기구나 다른 회원국으로부터 136건의 제작 수주를 받아 총 6180억원의 경제적 성과를 거두고 있다"고 강조했다.

ITER 장치 조립은 2025년 12월쯤 끝날 전망이다. 주장치 조립 공정은 각 진공용기 섹터에 플라즈마를 진공용기 내에 가두기 위한 D형 자석인 'TF 자석(무게 310톤)', 열차폐체를 조립하고, 이런 섹터 9개를 서로 조립해 완성된다.

ITER 장치 조립이 완성되면 마치 대형 빌딩을 다 짓고 마지막으로 건물 내부 형광장치 스위치를 켜 확인하듯 '첫번째 플라즈마'를 생성·검증을 통해 이상 여부를 확인한다. 이후 플라즈마 유지 시간을 1단계 400초에서 2단계 1000초로 늘려 대용량, 고밀도 플라즈마 생성 여부를 실증하게 된다.

플라즈마 유지 시간이 300초에 달하기만 해도, 실제 핵융합 실증로 24시간, 365일 안정적으로 운영할 수 있는 상태라는 게 핵융합연 측의 설명이다.

이같은 과정을 거쳐 ITER 장치는 150∼180㎿의 전력을 생산하는 수준으로 실증을 거쳐 차츰 전력생산량을 늘려 오는 2040년 핵융합에너지 실용화를 목표로 나갈 예정이다. 현재 ITER 전체의 건설 공정률은 69.7%에 이르고 있다.

비고 ITER 국제기구 사무총장은 "신재생에너지를 보완해 핵융합 발전이 보편화되면 전기사용이 크게 확대돼 교통, 건물, 산업 등에서 발생하는 온실가스 배출량을 줄일 수 있을 것"이라며 "청정에너지만을 사용할 수 있는 우리 인류에게 기적이 될 것"이라고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr