20테슬라 자기장도 버틴다...중국 핵융합 혁명 이끌 '꿈의 강철' 개발

중국이 핵융합 발전의 꿈을 현실로 만들기 위해 획기적인 강철 신소재를 개발했다고 과학 기술 전문매체 인터레스팅 엔지니어링이 3일(현지시각) 보도했다.

보도에 따르면 이 초강력 강철은 핵융합로 내부의 극한 환경을 견뎌내도록 설계됐으며, 중국은 이 소재를 자체 건설 중인 핵융합로에 도입했다. 이는 재료 과학 및 핵융합 기술 분야에서 중요한 진전으로 평가된다.


핵융합로는 강력한 초전도 자석을 사용하며, 이 자석은 극저온과 강력한 자기장 속에서 작동해야 한다. 이 때문에 로의 구조재는 혹독한 환경을 견뎌야 하는데, 수십 년간 과학자들의 숙제는 이 조건을 모두 충족하는 소재를 찾는 것이었다.

중국 연구진은 이러한 요구사항을 충족하기 위해 CHSN01(중국산 고강도 저온강 1호)이라는 특수 합금을 개발했다. 이 소재는 2023년 8월, 20테슬라(자기장을 나타내는 국제 표준 단위)의 자기장과 1,300MPa(메가파스칼)의 응력을 견디는 등 까다로운 성능 기준을 충족했다. 이는 국제 공동 프로젝트인 ITER(국제열핵융합실험로)의 설계 기준인 11.8테슬라를 훨씬 뛰어넘는 수준이다.

중국은 이미 10여 년 전부터 ITER를 뛰어넘는 자체적인 핵융합 기술을 모색했다. 2017년, 중국 연구진은 새로운 소재를 발표했지만, 당시 많은 외국 전문가들은 ITER 표준 소재인 316LN 스테인리스강을 능가하는 새로운 접근 방식이 불필요하다는 회의적인 반응을 보였다.

그러나 중국은 포기하지 않았다.

인터레스팅 엔지니어링에 따르면 2020년, 극저온 물리학 분야의 권위자인 자오 중셴(Zhao Zhongxian) 박사가 연구에 참여하면서 전환점을 맞았다. 2021년, 중국은 핵융합로 재료에 대한 엄격한 기준을 수립하고, 연구 기관과 기업을 통합한 국가 연구 연합을 결성했다. 이 연합의 노력으로 CHSN01 강철이 탄생했다.


중국 언론은 이 기술이 세계 최초의 핵융합 발전로 건설에 사용되었다고 보도했다. 현재 프랑스에서 건설 중인 ITER는 연구용으로만 설계되었지만, 중국이 건설 중인 BEST 핵융합로는 전기를 생산하는 것을 목표로 하고 있다.

2023년 5월 조립을 시작한 BEST 핵융합로는 2027년 완공을 목표로 하고 있다. 이 원자로에 들어가는 6,000톤 이상의 부품 중, 500톤에 달하는 도체 재킷이 중국에서 생산된 CHSN01 강철로 만들어졌다. 중국은 이 신소재가 핵융합 프로젝트뿐만 아니라 다양한 산업 분야에도 적용될 것으로 기대하고 있다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com


[알림] 본 기사는 투자판단의 참고용이며, 이를 근거로 한 투자손실에 대한 책임은 없습니다.