'인공태양' 조립시작.. 핵융합에너지 시대 연다

국제핵융합실험로 장치 조립 개시
2025년말 조립 완료되면 핵융합 시대
인공 핵융합을 차세대 에너지원 활용

한국의 기술로 개발된 섹터를 포함한 ITER의 진공용기

[아시아경제 황준호 기자] 인간의 힘으로 태양을 조립하는 작업이 시작됐다. 우리 삶에 빛과 온기를 제공하는 태양의 핵융합을 인공적으로 발생시켜, 인류의 차세대 에너지원으로 활용하는 작업이다. 우리나라에서 제작한 핵심부품인 진공용기와 조립장비가 프랑스에 도착하면서, 무탄소, 저폐기물 에너지를 생산하기 위한 첫번째 국제핵융합실험로(ITER) 구축작업의 닻이 올랐다.

과학기술정보통신부는 28일 오후 5시 프랑스 카다라쉬에 위치한 ITER 건설 현장에서 ITER 장치 조립 기념식이 열렸다고 밝혔다. ITER는 핵융합에너지 대량 생산 가능성 실증을 위해 7개국이 공동으로 개발·건설·운영하는 국제핵융합실험로를 말한다.

핵융합을 인류의 에너지원으로

각 국에서 생산되는 부품들로 ITER가 조립된다

핵융합을 인류의 에너지원으로 활용하기 위한 인류의 첫 걸음에 35개국 회원국의 정상들은 축하의 말을 전했다. ITER 유치국인 프랑스의 마크롱 대통령과 ITER사업의 45.46%의 지분을 가진 EU의 폰 데어 라이엔 집행위원장의 환영사에 이어, 우리나라, 미국, 중국 등 ITER 건설에 참여한 7개 국가 정상들이 영상이나 서면을 통해 축하의 말을 전했다.

이들은 새로운 에너지 시대의 서막이 열렸다는 것을 축하했다. ITER는 중수소와 삼중수소(리튬) 가스를 토카막이라 불리는 큰 도넛 모양의 공간에 분사해 구름처럼 이온화 된 플라즈마가 될 때까지 가열(1억5000만℃)시켜 핵융합을 일으킨 후, 이에 따른 열에너지로 증기 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 파인애플 한 개 정도 크기의 원료로 석탄 1만톤의 에너지를 만들어낸다. 원자력 발전과 비슷한 비용이 들지만, 고준위 방사성 폐기물이 발생하지 않으며 폭발 위험이 없고 이산화탄소도 발생하지 않는다.

ITER의 실제적 활용 가치를 알기 위해서는 앞으로 4년6개월 간의 조립작업이 이뤄져야 한다. 조립작업은 플라즈마를 가두는 진공용기 섹터마다 플라즈마를 제어하는 TF자석과 열차폐체를 구축하고 이러한 섹터 9개를 서로 연결하는 작업으로 이뤄진다. 또 가열장치, 극저온 냉동시설, 연료주기 등 보조시스템의 설치작업도 진행돼야 한다. 목표는 2025년12월 '최초 플라즈마'를 만들어 내는 것이다.

이를 위해 우리나라에서는 진공용기(4개 섹터), 초전도도체, 열차폐체 등 총 9개 주요 장치를 조달한다. 특히 우리나라는 최근 극한 기술의 결정체이자, 조립의 첫 순서에 해당하는 진공용기 최초 섹터를 건조해 프랑스로 보냈다. ITER사업을 주관하는 ITER국제기구의 비고 사무총장은 "조립작업은 복잡한 시간표에 따라 3차원 퍼즐을 조립하는 작업과 같은 것"이라며 "모든 작업은 스위스 시계처럼 정확하게 수행돼야 한다"라고 밝혔다.

2025년말 조립 완료하면 500MW 열출력 확인

프랑스에 위치한 ITER 건설현장

ITER가 구축되면 500MW의 열출력이 생산되는지 확인하는 작업이 이뤄진다. 만약 연속 작동하고 기존 전력망에 연결된다면 약 200MW의 전력을 생산할 것으로 예상된다. 약 20만 가구가 충분히 쓸만한 양의 에너지다. ITER를 통해 상용발전소가 구축된다면 ITER보다 10배에서 15배 정도 큰 출력을 가진 핵융합발전소 구축이 본격적으로 이뤄질 것으로 예상된다.

과기정통부 측은 "정부는 2050년대 핵융합에너지 실현 목표를 달성하고, 한국이 앞으로도 글로벌 경쟁력을 가지고 기술과 시장을 선도할 수 있도록 장기적 연구개발과 인력양성에 정책적 노력을 지속할 계획"이라고 밝혔다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr