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국가핵융합연구소, 국제핵융합실험로 ITER 열차폐체 개발

ITER 열차폐체 초도품 건설지 프랑스로 운송 시작
1억℃ 초고온 플라즈마·-269℃ 초전도자석 사이 열 전달 최소화

입력 2019-09-17 16:44   수정 2019-09-17 17:03

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은도금이 완료된 열차폐체 패널. 핵융합연 제공
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프랑스 ITER 건설현장.
핵융합에너지 개발을 위해 국제 공동으로 건설하고 있는 '국제핵융합실험로'(ITER)의 핵심 부품 중 하나인 열차폐체가 우리나라에서 개발 완료돼 건설지인 프랑스로 운송을 시작한다.

국가핵융합연구소 ITER한국사업단은 ITER 장치 건설을 위해 국내에서 제작되는 조달품목 중 하나인 열차폐체의 초도품이 성공적으로 제작돼 최종 검수를 마치고 최근 부산항을 통해 ITER 건설지인 프랑스 카다라쉬 지역으로 운송을 시작했다고 17일 밝혔다.

열차폐체는 핵융합로에서 초고온 플라즈마가 만들어지는 진공 용기와 다른 상온 구조물들의 열이 극저온(-269℃)에서 운전되는 초전도자석에 전달되는 것을 최소화하기 위한 장치다. 크게 진공용기 열차폐체와 저온용기 열차폐체로 나뉘며 전체 조립 시 높이와 직경이 각각 25m, 무게가 900t에 이르는 초대형구조물이다. ITER 열차폐체는 우리나라가 상세 설계부터 제작까지 100% 책임지고 있다.

ITER한국사업단은 2014년부터 국내 산업체인 ㈜SFA와 협력해 열차폐체의 개발과 제작을 진행하고 있다. 그 중 진공용기 열차폐체의 6번 섹터와 하부 저온용기 열차폐체 실린더가 가장 먼저 제작이 완료돼 최종 검수와 포장을 마치고 건설지로 운송 중이다.

진공용기와 초전도자석 사이에 설치되는 진공용기 열차폐체는 전체 360도 도넛 모양을 40도 간격으로 나누어 9개 섹터로 제작된다. 가장 먼저 제작된 6번 섹터는 31개 패널로 제작됐으며 지난해 8월 섹터 가조립을 통해 열차폐체의 설계 검증과 조립 적합성을 확인하는 데 성공했다. 이는 높이 12m에 달하는 진공용기 열차폐체의 공차(설계와 제작 품 간 허용오차)가 2㎜에 불과할 정도의 정교한 장치 제작 기술을 성공적으로 구현했다는 데 의미가 있다.

이후 재분리 된 열차폐체 패널들은 지난 5월까지 제작 마지막 단계인 은도금을 진행했다. 열차폐체의 핵심기술인 은도금은 진공용기에서 나오는 방사율을 낮춰 초전도자석으로 유입되는 복사열을 차단하는 역할을 한다.

ITER 열차폐체의 개발을 이끌어 온 ITER한국사업단 허남일 토카막기술부장은 "전체 600개의 패널과 7만 개의 볼트로 조립되는 열차폐체는 ITER 장치 조달품 중 가장 많은 인터페이스(조립 시 다른 부품과 접합되는 부분)를 갖고 있어 까다로운 설계와 제작 조건이 요구된다"며 "국내 협력 기업과 ITER국제기구와 한 팀이 돼 여러 기술적 난관을 극복하기 위해 협력해 온 결과 ITER열차폐체를 성공적으로 제작할 수 있었다"고 밝혔다.



지난 ITER 열차폐체 초도품은 6주가량 후인 10월 중순께 프랑스 남부 카다라쉬 지역에 위치한 ITER 건설 현장으로 도착할 예정이다. 현재 제작을 진행 중인 남은 열차폐체는 2020년 10월까지 제작을 완료하고 최종 2021년 초까지 조달을 완료할 계획이다.
임효인 기자



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