인공태양…프랑스 카다라쉬 핵융합 메카로 떠오른다

국제핵융합실험로 건설에 관심 집중

▲카다라쉬의 ITER 건설부지.[사진제공=공동취재단]

[카다라쉬(프랑스)=아시아경제 정종오 기자·공동취재단] 지중해와 가까이 있는 프랑스 남부 카다라쉬에는 핵융합에너지 상용화 가능성 확인을 위해 실험로를 건설하고 있다. 인류 역사상 가장 큰 국제공동 과학 프로젝트가 한창 진행 중이다.

12일(현지시각) 방문한 국제핵융합실험로(ITER)건설 현장에서는 핵융합 사업의 핵심 기술인 '토카막(Tokamak)'이 들어설 건물 공사에 박차를 가하고 있었다.

토카막의 기본 형태인 원형 모양의 철골 구조 아래는 지진과 같은 자연재해를 대비한 방진 시설도 갖췄다. ITER 부지에는 토카막 건물 외에 토카막 운영에 필요한 부대시설 39개 건물이 더 지어질 예정이다.

토카막은 핵융합이 일어나는 '플라즈마(제4의 물질상태)'를 오랫동안 유지시키기 위한 도넛 모양의 핵융합 장치다. 토카막은 태양 중심부 온도보다 10배 높은 1억5000만도에 달하는 플라즈마를 자기병(magnetic bottle)을 이용해 가두는 역할을 담당한다. '인공 태양'이라고도 불리는 핵융합 연구는 허리케인보다 더 복잡한 난류가 발생하는 플라즈마를 제어하는 문제가 가장 큰 숙제이다.

ITER부지는 축구장 60개를 붙여놓은 거대한 규모를 자랑한다. ITER건설은 약 25% 정도 진행된 상태로 완공까지는 6년이 더 걸릴 전망이다. 2007년부터 건설을 시작해 현재는 철골 구조만 갖춘 모습이지만 2020년까지 에펠탑 3개(2만5000t)와 비슷한 무게로 높이 30m, 지름 30m 규모의 토카막 장치가 건설된다.

ITER 참여국들은 각 국에서 장비를 직접 제작, 조달해 카다라쉬에서 조립한다. 한국은 초전도도체, 진공용기 본체, 조립 장비류 등 총 10개 장비를 조달하는데 올 연말 초전도도체를 완료하는 첫 임무를 앞두고 있다.

ITER에서는 한국 산업체의 제작기술에 대해 긍정적으로 평가하고 있었다. 오는 6월쯤 가장 먼저 카다라쉬에 도착하게 될 첫 번째 품목인 변압기는 미국 조달품이지만 우리나라의 현대 중공업이 미국으로부터 수주해 제작한 것이다.

▲국제핵융합실험로가 프랑스 카다라쉬 지역에 건설 중이다.[사진제공=공동취재단]

아녹 로벨트 ITER 건설 담당자는 "한국의 조달품은 사업 일정에 맞춰 제작할 뿐 아니라 완성도가 높다"며 "ITER 참여국과 연구자들은 한국의 핵융합 상용화 가능성에 주목하고 있다"고 말했다.

앞으로 6년 뒤면 7개 국가에서 조달해온 장치들이 이곳에서 조립, 완성돼 지구 역사상 최대 규모의 핵융합 실험이 진행된다. 무한한 자원으로 에너지 생산이 가능해진다. 특히 한국은 핵융합 실험의 참여국으로써 주도권을 갖고 앞으로 국내에 발전소 건설에 필요한 기술을 확보하게 된다.

이현곤 국가핵융합연구소 기술 본부장은 "우리나라는 1995년 시작해 2007년 국내 기술로 초전도핵융합연구장치(KSTAR)를 개발해 핵융합 기술력을 인정받았다"며 "이후 ITER 참여를 통해 얻은 기술을 바탕으로 2040년대에는 한국형 핵융합 발전소를 건설할 수 있을 것"이라고 말했다.

오사무 모토지마 ITER 사무총장은 12일(현지시각) 기자회견에서 "핵융합은 인류의 무한 에너지 자원을 위한 방법"이라며 "미래의 인류 문명을 유지하는 데 있어 상당히 중요한 에너지가 될 것"이라고 말했다.

핵융합 실험에 참여하는 기술자들은 대부분 원자력실험의 오랜 경험을 갖고 있다. ITER가 프랑스 카다라쉬 지역에 지어지게 된 이유도 원자력청인 CEA연구센터가 있기 때문이다. 프랑스는 1980년대 카다라쉬에 핵융합장치인 토레수프라를 개발하는 당시부터 미래 에너지 개발을 위해 몇 십만평에 달하는 부지를 확보했다. 후쿠시마 원자력 사고 경험을 바탕으로 핵융합의 안전성을 가장 중요하게 생각했다.

핵융합의 경우 방사성물질인 삼중수소 저장장치의 화재와 같은 최악의 사고가 발생하는 경우에도 주변 지역에 자연 방사능량보다 더 적은 양의 방사능만이 발생할 뿐이다. 카를로스 알렉야드로 ITER 안전담당 사무차장은 "핵융합에서는 후쿠시마 원자력과 같은 사고가 발생할 가능성이 전혀 없다"며 "연쇄반응이 일어나는 원자력과는 달리 핵융합에서는 소량의 핵융합 연료만 내부에 존재하고 전원이 차단되면 자연적으로 핵융합 반응은 멈추게 된다"고 밝혔다.

ITER는 2020년 첫 실험을 목표로 하고 있다. ITER 참여국들은 성공적인 핵융합 실험 경험을 바탕으로 2040년대부터 각 국에 핵융합 발전소를 세워 에너지 생산을 담당할 것으로 기대된다.

▲우리나라를 비롯한 7개국이 ITER에 참여하고 있다.[사진제공=공동취재단]

카다라쉬(프랑스)=아시아경제 정종오 기자·공동취재단 ikokid@asiae.co.kr