‘인공 태양’ 국제핵융합실험로 건설 6부능선 넘었다

중앙일보

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프랑스 카다라슈에 건설 중에 국제핵융합실험로. 원통 모양이 토카막이 들어가는 건물이다. [사진 ITER]

‘꿈의 미래 에너지’라 불리는 핵융합 발전을 위한 국제핵융합실험로(ITER)의 총 공사가 6부 능선을 넘어섰다. 중국과 미국 등 강대국들은 관련 기술 개발을 서두르는 등 잰걸음에 나서고 있다.

내년부터 토카막 제작·조립 단계 #소극적이던 미국도 시찰 후 ‘경탄’ #한국, 지분만큼 인력 더 파견해야

국제핵융합실험로(ITER) 국제기구와 한국의 국가핵융합연구소는 프랑스 남부 카다라슈에 건설 중인 ITER의 총 공사 진척도가 지난 20일 기준으로 60%를 넘어섰으며, 핵융합 발전 핵심 시설인 토카막 건물 공정으로만 보면 70%를 돌파했다고 27일 밝혔다. 토카막은 핵융합이 일어날 수 있도록 중수소·삼중수소와 같은 핵융합 연료 기체를 섭씨 1억 도의 플라즈마 상태로 만들고 담아두는 핵심 시설이다.

프랑스 현지에서 ITER 사무차장을 맡고 있는 이경수 박사는 이날 중앙일보와 통화에서 “토카막이 들어가기 위한 건물의 주요 공사를 마친 상태”라며 “내년부터는 토카막 진공 용기와 초전도 자석을 제작·조립하는 단계에 들어선다”고 말했다. ITER 국제기구에 따르면 2023년까지 토카막 조립 공사를, 2024년에는 전기선과 파이프 등의 연결 공사를 끝낼 계획이다. 한국은 110여 개 국내 기업이 토카막 진공 용기 등 10개 주요 장치 제작에 참여하고 있다.

국제핵융합 실험로

핵융합발전은 수소 핵융합 과정에서 나오는 열에너지로 전기를 생산하는 방식이다. 태양과 같은 원리로 이뤄지기 때문에‘인공태양’이라 불린다. 또 우주의 80%를 차지하는 수소를 에너지원으로 하고, 핵분열을 이용하는 원자력발전과 달리 폭발이나 방사능 위험이 거의 없기 때문에 ‘무한 청정 미래 에너지’로도 불리고 있다.

ITER는 이 같은 핵융합발전을 실현하기 위해 2007년부터 한국과 미국·중국·일본·러시아·EU·인도 등 7개국이 힘을 합쳐 만들고 있는 일종의 실험로다. ITER국제기구는 2025년 첫 플라즈마 가동, 2035년 열출력 500㎿에 달하는 핵융합로 풀가동을 시작할 예정이다. 이후에는 회원국들이 ITER 실험을 통해 얻은 기술력을 토대로 각국별로 상업 핵융합로를 만들어 2050년대부터 전력을 생산·공급하는 것을 목표로 삼고 있다. ITER는 2013년 공사를 착수했으며 2016년부터 본격적으로 건설이 진행됐다.

공사 진척도가 빨라지면서 그간 분납금을 미루는 등 소극적인 모습을 보이던 미국도 적극적인 모습을 보이고 있다. 이 사무차장은 “지난 10월부터 미국 에너지부 장·차관이 연이어 프랑스 ITER 공사 현장을 찾았다”며 “토카막이 들어갈 본건물을 직접 보고 공사 진척률에 대해 브리핑을 받은 미국 관료들이 경탄해 마지 않았다”고 전했다. 중국은 7개국 ITER 회원국 중 가장 빠른 행보를 보이고 있다. 중국과학원 산하 플라즈마물리학연구소는 지난달 자체 제작한 핵융합 실험로로 세계 최초로 플라즈마 1억 도에 도달했다.

ITER 국제기구에는 한국형 핵융합장치(K-STAR) 건설을 주도한 이경수 박사가 ITER의 2인자인 건설·기술 담당 사무차장으로 있으며, 국가핵융합연구소 부소장을 지낸 오영국 박사도 ITER 장치운영부장으로 근무하는 등 총 32명의 한국인이 활약하고 있다. 하지만 한국은 ITER 기여도만큼 인력파견을 하지 못하고 있는 실정이다. ITER에 매년 전체 예산의 9%에 해당하는 500억원을 내고도 파견 인력은 4%에도 못 미친다.

정기정 ITER 한국사업단장은 “우리나라에는 ITER와 원리가 똑같은 K-STAR가 있어 많은 관심을 가지고 있다”며 “ITER는 건설로 끝나는 게 아니고 운영을 해야 해서 한국에서 더 많은 연구자가 오기를 바라고 있다”고 말했다. 정 단장은 또 “우리도 ITER에 가능한 많은 전문인력을 파견해 경험을 쌓아야 이후 본격적으로 핵융합발전소를 지을 때 기술인력을 제대로 확보할 수 있게 된다”고 덧붙였다.

최준호 기자 joonho@joongang.co.kr