지구에 태양을 건설하다…ITER, 핵융합 에너지 개발 역사적 이정표 달성

국제 핵융합 실험로(ITER·이터) 프로젝트가 핵융합 에너지 상용화를 위한 중요한 이정표를 세웠다. 20년 이상의 개발 끝에 19개의 토로이드 필드 코일(도넛 모양의 구조(토러스)를 가진 전자기 코일) 제작을 완료하며 깨끗하고 풍부한 에너지원 생산에 대한 기대감을 높였다고 온라인 과학 뉴스 플랫폼 사이테크데일리가 최근 보도했다.

ITER 프로젝트는 30개 이상 국가와 수많은 첨단 기술 기업이 참여하는 세계 최대 규모의 국제 협력 프로젝트로, 이번 성과는 과학기술 분야의 협력과 혁신의 중요성을 다시 한번 보여주는 사례이다.


사이테크데일리 보도에 따르면 3개 대륙에서 20년간 설계, 생산, 제작, 조립을 거쳐 완성된 19개의 토로이드 필드 코일은 일본과 유럽에서 프랑스 남부에 위치한 ITER 건설 현장으로 운송됐다.

이 코일들은 태양과 별에서 에너지를 생성하는 핵융합 반응을 지구에서 재현하기 위한 ITER 장치의 핵심 부품이다. 핵융합 에너지는 안전하고 풍부하며 환경 친화적인 미래 에너지원으로 주목받고 있다. ITER 프로젝트는 이러한 에너지원 개발을 위한 인류의 노력을 보여주는 상징적인 프로젝트이다.

ITER 프로젝트는 유럽 연합, 중국, 인도, 일본, 한국, 러시아, 미국 등 30개 이상 국가가 참여하는 대규모 국제 협력 프로젝트이다. 각 참여국은 ITER 장치 건설에 필요한 부품을 개발하고 제공하며, 이를 통해 핵융합 에너지 개발에 필요한 최첨단 기술을 공유하고 발전시키고 있다.

ITER 프로젝트에는 미쓰비시 중공업, ASG 슈퍼컨덕터(Superconductors), 도시바 에너지 시스템, SIMIC, CNIM 등 세계적인 기술 기업들이 참여해 핵융합 에너지 상용화를 위한 기술 개발에 힘쓰고 있다.


핵융합 에너지는 가벼운 원자핵들이 융합하여 무거운 원자핵으로 변환될 때 발생하는 막대한 에너지를 활용하는 기술이다.

핵융합 반응은 태양과 같은 별에서 에너지를 생성하는 원리이며, 이를 지구에서 재현하여 깨끗하고 안전하며 고갈될 염려가 없는 에너지원을 확보하는 것이 핵융합 에너지 개발의 목표이다.

ITER 프로젝트는 핵융합 에너지 상용화를 위한 핵심 기술 개발과 실증을 목표로 한다. ITER 장치는 도넛 모양의 토카막이라는 진공 용기 내부에서 핵융합 반응을 일으켜 에너지를 생성한다. 토로이드 필드 코일은 토카막 내부에 강력한 자기장을 형성하여 1억 5000만 도까지 가열된 플라즈마를 가두고 제어하는 역할을 한다. 이를 통해 핵융합 반응을 안정적으로 유지하고 에너지를 생산할 수 있다.


ITER 장치에는 총 19개의 토로이드 필드 코일이 사용되며, 각 코일은 높이 17m, 너비 9m, 무게 360톤에 달하는 거대한 크기를 자랑한다. 이 코일들은 니오븀-주석 합금으로 제작되어 초전도 상태에서 강력한 자기장을 생성한다.

토로이드 필드 코일은 극저온 냉각 기술과 초전도 기술 등 첨단 기술의 집약체로, ITER 장치의 안정적인 운영에 필수적인 부품이다.


19개의 토로이드 필드 코일 제작은 유럽과 일본의 협력으로 이루어졌다. 유럽에서는 10개의 코일을, 일본에서는 8개의 코일과 1개의 예비 코일을 제작했다. 각 코일은 수천 개의 부품으로 구성되어 있으며, 제작 과정에는 40개 이상의 기업과 수천 명의 전문가가 참여했다. 토로이드 필드 코일 제작 과정은 첨단 기술과 국제 협력의 중요성을 보여주는 대표적인 사례이다.


ITER 프로젝트는 2025년 첫 플라즈마 생성을 목표로 하고 있으며, 2035년에는 핵융합 반응을 통해 에너지를 생산하는 실험을 진행할 예정이다. ITER 프로젝트의 성공은 핵융합 에너지 상용화를 위한 중요한 발판이 될 것으로 기대된다. 핵융합 에너지는 기후 변화 문제 해결과 지속 가능한 에너지 시스템 구축에 기여할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, ITER 프로젝트는 이러한 미래 에너지 시스템 구현을 위한 인류의 노력을 보여주는 중요한 프로젝트이다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com