국제핵융합실험로 'ITER' 전원공급장치 최종품 공급 완료

한국핵융합에너지연구원

핵융합연 ITER한국사업단이 ITER의 핵심 부품 중 하나인 '토로이달필드 변압기' 최종품의 출하를 마쳤다. 핵융합연 제공

국제핵융합실험로(ITER)에 설치될 초전도자석 전원공급장치의 최종품이 국내에서 완성되어 프랑스 카다라쉬로 운송된다.

한국핵융합에너지연구원(핵융합연)은 국내 연구진이 개발해  ITER에 조달하는 제품 중 하나인 초전도자석 전원공급장치 '토로이달필드(TF) 변압기'가 제작 완료되어 ITER 건설지인 프랑스 카다라쉬로 운송을 시작한다고 9일 밝혔다. 이로써 국내 연구진이 담당하는 모든 전원공급장치의 출하가 완료됐다. 

ITER는 한국을 비롯한 미국, 유럽연합, 중국, 인도 등 핵융합에너지의 대량 생산 가능성을 실증하기 위해 공동으로 연구·개발·건설하는 국제 공동 핵융합로 프로젝트다. 

핵융합에너지는 중수소, 삼중수소 같은 가벼운 원소핵에 열을 가해 무거운 원자핵으로 바꾸는 과정에서 생기는 에너지를 얻는 방식이다. 막대한 에너지를 생산할 수 있지만 이산화탄소 등 환경오염 물질이 배출되지 않아 미래 청정에너지원으로 꼽힌다. 

ITER는 건설에 필요한 모든 구성품을 7개 회원국이 나눠 제작한 후 건설지인 카다라쉬로 운송해 설치, 조립한다. 그중 한국은 건설에 필요한 총 9가지 품목을 맡고 있다. 

ITER 초전도자석 전원공급장치는 ITER 장치의 초전도자석에 전류를 공급해주는 전력변환장치다. 핵융합에너지의 핵심인 플라즈마의 발생, 가열, 위치와 형상 제어, 자기장 오차 교정 등의 기능을 제공한다. 각각의 전원공급장치는 변압기와 컨버터로 구성돼 있다. 한국은 전체 32대 전원공급장치 중 18대를 조달한다. 

이번에 출하된 TF 변압기는 너비 11.5미터, 높이 4.5 미터, 깊이 4.5미터에 무게는 109톤(t)에 달하는 대형 장치로, 외부의 높은 전압을 ITER 장치의 TF 코일에 알맞은 전압으로 변경해주는 역할이다. 최대 68킬로암페어(kA)의 직류전류를 수개월 이상 연속적으로 공급할 수 있다.  또 TF 전원공급장치는 운전 종료 시 TF 초전도자석에 저장된 42기가줄(GJ)의 에너지를 전력공급시스템에 되돌려 보내 ITER 장치 운전에 필요한 에너지를 절감할 수도 있다.

출하를 마친 TF 변압기는 마산항을 통해 선박 운송을 시작해 내년 1월 중순경 프랑스 카다라쉬 ITER 건설 현장에 도착할 예정이다.

핵융합연 ITER한국사업단은 2018년 1월 첫 번째 ITER 전원공급장치인 CCS-1 변압기를 운송한 바 있다. 이번 TF 변압기의 운송을 마치면 12년에 걸친 국내 조달 과정을 마치게 된다. 

[박건희 기자 wissen@donga.com]