[투데이에너지 김병욱 기자] 핵융합에너지 개발을 위해 국제 공동으로 연구개발을 추진하고 있는 국제핵융합실험로(ITER) 장치의 핵심품목인 ‘진공용기(Vacuum Vessel)’의 첫 번째 섹터(섹터 6번)가 국내에서 완성돼 ITER 건설지인 프랑스로 운송을 시작할 예정이다.
국가핵융합연구소(소장 유석재)는 ITER 진공용기 첫 번째 섹터의 성공적인 제작을 축하하기 위해 정부 및 연구, 산업체 관계자들과 함께 20일 울산 현대중공업에서 ‘ITER 진공용기 최초 섹터 완성 기념식’을 개최했다.
이번 행사에는 정병선 과학기술정보통신부 차관, 이경수 ITER국제기구 전 부총장, 한영석 현대중공업 대표 등 정부 및 ITER 국제기구, 관련 산업체 등 관계자 총 30여명이 참석해 그동안의 성과를 축하하고 실무자들을 격려했다.
이번 진공용기 최초 섹터의 완성은 핵융합연구소 ITER 한국사업단과 현대중공업이 지난 10여년간 수많은 기술적 난제를 극복하고 성공적으로 첫번째 섹터를 완성하면서 ITER 건설이 본격 장치 조립 설치 단계에 들어서게 됨을 의미한다.
9개의 섹터로 나눠 제작되는 ITER 진공용기는 최종 조립 시 도넛 모양의 초대형 구조물로 높이 13.8m, 외경 19.4m, 총 무게 5,000톤에 달한다.
그중 이번에 완성된 섹터 6번(11.3m, 폭 6.6m, 무게 400톤)은 진공용기 조립 설치의 기준점으로 가장 먼저 설치된 후 다른 섹터들의 조립 설치가 순차적으로 진행될 수 있다.
전체 9개 섹터 중 가장 먼저 제작되는 만큼 각종 기술적 난제들을 먼저 해결해야 하는 어려움이 있어 ITER 건설 과정의 ‘아이스 브레이커’로 불리기도 했다.
핵융합로의 가장 안쪽에 위치하는 진공용기는 핵융합 반응이 일어나는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 발생시키고 유지할 수 있도록 고진공 환경을 구현하는 그릇 역할을 한다.
또한 핵융합 과정에서 발생하는 중성자를 차폐하는 방사선 1차 방호벽 역할과 블랑켓, 다이버터 등 핵융합로 주요 내벽 부품들을 정밀하게 고정하는 플랫폼의 역할도 수행한다.
특히 진공용기는 3차원 형상을 갖는 특수 스테인레스 강 소재의 이중격벽 구조물로 완벽한 진공 상태 구현을 위해 제작 과정에서 최고의 기술적 난이도와 엄격한 품질관리를 요구한다.
총 1km에 달하는 60mm 두께의 특수 스테인레스 강을 용접하는 과정에서 수많은 내벽 부품을 정밀하게 조립할 수 있도록 수 mm 이하의 공차를 준수해야 하는 등 정밀한 성형과 용접 기술을 필요로 한다.
또한 100% 정밀 비파괴검사가 요구되는 프랑스 원자력 안전규제 준수를 위해 주요 용접부를 완벽하게 검사할 수 있는 새로운 비파괴 검사기술이 개발 적용되기도 했다.
진공용기 제작을 맡은 한영석 현대중공업 대표는 “많은 기술적 한계를 극복하고 진공용기 섹터 6번의 제작을 계약 10년만에 성공적으로 완료할 수 있게 돼 정말 기쁘다”라며 “첫 번째 섹터를 완성한 경험을 바탕으로 나머지 3개 섹터도 적기에 조달해 성공적인 ITER 건설에 기여하도록 최선을 다하겠다”고 소감을 밝혔다.
현재 총 9개의 ITER 진공용기 섹터 중 4개 섹터는 현대중공업에서, 나머지 5개 섹터는 유럽연합(EU)에서 제작을 진행하고 있다. 현대중공업은 당초 우리나라에서 조달을 책임지고 있는 2개 섹터 외에 EU에서 조달을 맡은 섹터 중 2개를 추가로 수주한 바 있다.
당초 행사장 방문을 계획했으나 코로나19 확산으로 방한하지 못한 ITER 국제기구 베르나 비고 사무총장은 영상을 통해 “수많은 난제에도 불구하고 성공적으로 진공용기 섹터 6번를 완성한 것은 한국과 글로벌 진공용기팀의 협력이 이뤄낸 진정한 승리이며 ITER 사업 추진에 있어 핵심적인 역할을 해주는 한국의 산·학·연과 한국 정부의 강력한 지원에 감사한다”고 전했다.
이어 정기정 ITER 한국사업단 단장은 “이번 진공용기 6번 섹터의 성공적 완성은 뛰어난 기술 역량을 지닌 국내 산업체가 ITER 국제기구 및 한국사업단과 긴밀한 기술 협력을 통해 이뤄낸 대표적인 거대과학기술 성공 사례”이라며 “앞으로도 ITER의 성공적인 건설을 위해 국내 산업체들과 함께 노력해 인류의 새로운 미래에너지 개발에 앞장서겠다”고 소감을 밝혔다.
완성 기념식 이후 ITER 진공용기 6번 섹터는 최종 검수 및 포장 과정 등을 거친 후 5월 중순 프랑스로 이동을 시작할 예정이다.
7월 초 프랑스 카다라쉬에 위치한 ITER 건설지에 도착하게 되면 본격적으로 ITER 장치 조립을 시작하게 된다.
