hi, hhi 현대중공업 기업블로그

 

 

ITER 사업은 우리나라와 미국·중국·유럽연합(EU) 등 7개국이 2007년부터 프랑스 남부 카다라쉬에 태양처럼 핵융합 반응을 일으켜 에너지를 대량 생산할 수 있는 실험로, 즉 ‘인공태양’을 건설하는 사업이에요.

현대중공업은 초전도핵융합연구장치(KSTAR) 진공용기의 설계·제작에 참여해 쌓은 기술력과 경험을 바탕으로 지난 2010년부터 ITER에 투입되는 진공용기 섹터 4개를 비롯해 포트, TF자석구조물 등 주요 핵심설비들을 제작하고 있습니다.

 

 

1억도(℃) 초고온… 땅 위에 뜬 인공태양

인공태양은 ‘꿈의 에너지원’ 또는 ‘궁극의 에너지원’으로 불려요. 인공태양으로 지상에서 태양의 핵융합 반응을 구현할 수 있기 때문이죠. 핵융합의 원료는 중수소와 삼중수소입니다. 중수소는 바닷물의 전기분해, 삼중수소는 리튬에서 얻는다고 해요. 중수소와 삼중수소를 플라즈마형태로 만든 뒤 이들이 부딛치는 과정에서 열이 발생합니다.

 

핵융합 발전은 플라즈마 상태에서 발생하는 열에너지를 활용해 전기를 양산해요. 핵융합 반응에 성공하면, 핵분열과 다르게 방사성 폐기물이 발생하지 않는 안전하고 무한한 에너지를 얻을 수 있어요.

하지만 핵융합을 일으키는 플라즈마(고체, 액체, 기체를 넘어선 제4의 상태)를 안정적으로 유지하기 위해서는 중력이 강력하거나 온도가 높아야 하는데요. 지구의 중력이 태양의 중력보다 훨씬 작아 온도를 1억도(℃) 이상의 초고온으로 높여야 해요.

 

장치 건설에 필요한 부품은 7개국이 나눠 개별 제작한 뒤 프랑스 카다라쉬에서 최종 조립해요. 대한민국은 ITER 토카막 장치(Tokamak, 자기 밀폐형 핵융합 장치) 조립에 사용되는 9개 품목의 조달을 맡고 있습니다.

 

 

‘인공태양 담는 그릇’ 우리 손으로!

핵융합로 가장 안쪽에서 핵융합 반응이 일어나는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 만들고 유지할 수 있도록 진공 상태로 만들어주는 도넛 형태의 구조물이 바로 진공용기에요. 핵융합 과정에서 나오는 중성자를 막는 방호벽 역할과 함께 다른 부품을 고정해주는 역할도 합니다.

진공용기는 대형블록을 연결해 조립하는 선박 건조방식처럼, 마치 케이크를 40도 간격으로 자른 듯 9개의 대형 섹터로 등분된 형태로 나눠 제작한 후 조립해 완성해요. 진공용기의 높이는 13.8미터, 바깥 지름 19.4미터에 무게는 3천600톤에 달합니다.

 

특수 스테인리스강 소재로 제작되는데 진공을 만들기 위해 1킬로미터에 달하는 60밀리미터 두께 스테인리스강을 용접하면서도 오차는 수 밀리미터 이하로 제한되어요. 현대중공업은 9개 ITER 진공용기 섹터 중 4개를 제작하고 있습니다.

한국 조달 몫인 2개(1번·6번) 섹터 외에 지난 2016년 유럽에서 조달을 맡은 섹터 2개(7번·8번)도 추가 수주해 제작 중입니다. 현대중공업은 지난 2012년부터 공사에 들어가, 올해 4월 ITER 진공용기 6번 섹터를 완성하고 6월 말 프랑스 카다라쉬 ITER 건설지로 운송했습니다.

 

섹터 6번은 높이 11.3미터, 폭 6.6미터, 무게 400톤 크기로 진공용기 조립의 기준점이 기도해요. 나머지 3개 섹터는 내년까지 완공할 예정입니다. 이외에도 현대중공업은 ITER 진공용기 포트 35개, TF자석 구조물 9기의 제작을 완료하고, 진공용기 섹터를 지지해주는 ‘진공용기 지지구조물(VVGS)’과 ‘중성입자빔 포트 격벽차폐체(NB IWS)’를 제작하고 있습니다.

 

한편, ITER 조립장비는 우리나라가 상세 설계부터 제작· 검증 시험까지 모든 과정을 100% 책임지고 조달하는 품목이에요. 주요 장비로는 ‘섹터 부조립 장비’, ‘섹터 인양 장비’, ‘CS 자석 인양 프레임’, ‘직립화 장비’, ‘중앙 지지 구조물’ 등이 있습니다.

 

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■ ITER 한국 사업 조달 품목