국내기업 핵융합실험 '진공용기' 만든다

15종 조립장비류등 제작 사업자 연말까지 선정

"2년전 KSTAR 건설경험 현대重등 기술력 충분"

한국등 7개국 14兆원 투자… 핵융합 전기발전 기술 개발

오는 2018년 첫 가동에 들어가는 국제핵융합실험로(ITER)의 구조도

ITER가 들어서는 프랑스 카다라시 지역. 터 파기 기초공사를 마치고 내년부터 건물 건축 공사가 시작된다.

오는 2018년 말 첫 번째 플라스마를 점화하고 2020년 본격 가동되는 국제핵융합실험로(ITER) 건설에서 한국 기업들이 핵심 부분을 담당한다.

국가핵융합연구소 ITER 한국사업단은 ITER 건설 부문 중 진공용기 섹터 2개와 15종에 달하는 ITER 전용 조립장비류를 제작할 국내 기업을 올해 말 선정할 계획이라고 17일 밝혔다.

ITER 한국사업단은 ITER의 핵심 부분인 진공용기 9개 부분 중 한국이 담당하는 2개 부분에 대해 7~8월께 입찰공고하고 12월 중 사업자를 선정한다. 또 ITER의 각 부분을 조립하는 15종의 전용 조립장비류에 대해서도 역시 7월 중 입찰공고하고 올해 말까지 사업자를 선정할 계획이다.

◇진공용기가 핵융합실험로의 핵심

=ITER 사업에서 한국이 제작하는 부분은 진공용기 부문 섹터와 전용 조립장비류 등 두 가지가 대표적이다. 진공용기 부문은 핵융합실험로의 가장 핵심적인 부분으로 완공되고 나면 진공용기 내부에서 영하268도의 초전도 자석에 둘러싸인 수억도의 플라스마가 형성되고 핵융합이 이뤄진다.

진공용기는 원기둥 형태를 케이크 조각 잘라내듯 40도 단위로 나눠 총 9개 부분으로 제작된다. 진공용기 40도 섹터 중 2개 부분을 한국이 제작하고 나머지 7개 부분은 유럽연합(EU)이 제작한다. 각 섹터는 높이 12m에 무게가 400톤에 달하는 대형 구조물로 초저온과 초고온, 그리고 진공 압력을 견뎌야 하기 때문에 초정밀 용접 등 기술력을 필요로 한다. 한국이 담당하는 부분은 6번과 1번 섹터로 9개 중 6번 섹터가 가장 먼저 설치되기 때문에 2014년 건물이 준공되기 2개월 전에 공급된다. 6번부터 1번까지 내림차순으로 조립되고 이후 7~9번이 조립된다.

조립장비류는 진공용기의 섹터를 들어올려 조립하거나 진공용기 내외부에 초전도 자석을 결합하는 작업에 사용되는 각종 조립장비로 대형 중량물을 정밀하게 조작하는 기술이 필요한 15종으로 구성돼 있다. 이들 조립장비류는 2013년부터 공급돼 2017년 초까지 공급이 완료된다.

◇현대중공업 등 기술력 충분

=한국이 ITER 사업에서 핵심 부분의 제작을 담당할 수 있었던 것은 지난 2007년 완공된 핵융합장치(KSTAR) 건설 경험을 높이 평가 받았기 때문이다. 현재 대덕특구 국가핵융합연구소에 설치된 KSTAR는 크기만 작을 뿐 ITER와 동일한 구조와 기술을 채택한 핵융합 실험장치로 앞으로 건설될 ITER의 축소판이다.

과거 KSTAR 제작에 참여한 기업들은 현대중공업(KSTAR 구조물), 두산중공업(초전도자석 구조물), 대우건설(냉각수 설비 등), 포스콘(전원공급장치), 고려제강(초전도복합선재), SFA 엔지니어링(조립장치 개발) 등 수십개 업체에 달한다. 이들 기업이 이번 ITER의 국내 제작부분을 담당할 가능성이 크다. 특히 KSTAR 조립장비를 설계했던 SFA엔지니어링은 KSTAR에서의 기술력을 인정 받아 최근 프랑스 카다라시에 있는 ITER 국제사무국에서 조립장비를 이용해 해체까지 가능한지 기술검토 용역을 수행하기도 했다.

정기정 ITER 한국사업단장은 "과학계 전문가 8인으로 구성된 조달심의위원회가 최종 공급업체를 선정할 것"이라며 "2개의 섹터 또는 조립장비류 전체를 단일업체로 선정할지 아니면 각각의 부분을 세분화해 다수의 개별기업이 공급하도록 할 것인지는 6월 말 결정된다"고 밝혔다.

■ 국제핵융합실험로 사업은

국제핵융합실험로(ITER) 사업은 한국을 포함해 유럽연합(EU)ㆍ미국ㆍ일본ㆍ러시아ㆍ중국ㆍ인도 등 7개국이 공동으로 오는 2040년까지 총 112억유로(약 14조원)를 투자해 핵융합 전기발전 기술을 개발하는 사업이다. 2018년까지 드는 건설비만 51억유로(약 6조960억원)에 달하는 대규모 국제 공동연구 사업이다.

ITER사업단은 초대형 핵융합실험로를 건설하고 이를 이용해 핵융합으로 전기생산 가능성을 타진하는 연구를 수행한다. ITER에서의 연구 결과에 따라 지상의 인공태양으로 불리는 핵융합장치를 이용해 전기를 생산할 수 있는지 여부가 판가름 나게 된다.

ITER가 들어설 곳은 프랑스 카다라시 지역으로 최근 터 파기 기초공사가 끝나고 내년부터 건물 건축공사가 시작된다. 이 건물은 2014년까지 완공되고 2018년 초까지 핵융합로 등 연구시설 설치가 완료된다.

한국은 9.09%의 투자비를 분담하며 이 사업에 참여했다. 국내 사업비는 8,767억원에 달한다. 이 중 현금투자는 약 1,200억원이며 나머지는 직접 건설에 참여하는 현물투자 개념이기 때문에 국내에서 관련 장치와 장비 등을 제작해 공급한다. 한국은 2개의 40도 섹터와 조립장비류를 비롯해 열차폐체 전량, 초전도 도체의 20%(약 28톤) 등 10개 부문의 장비를 현물로 제공한다.