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한국, ITER 초전도자석 전원공급장치 개발 완료…프랑스로 운송중

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한국, ITER 초전도자석 전원공급장치 개발 완료…프랑스로 운송중

2019.04.03 16:32
국내서 개발 완료돼 ITER 소재 프랑스로 떠나는 ITER 초전도자석 전원공급장치. 국가핵융합연구소 제공.
국내서 개발 완료돼 ITER 소재 프랑스로 떠나는 ITER 초전도자석 전원공급장치. 국가핵융합연구소 제공.

국내 연구진이 핵융합에너지 개발 국제 과학기술 프로젝트인 ‘국제핵융합실험로(ITER)’의 초전도자석 전원공급장치를 개발 완료했다. 

 

국가핵융합연구소 ITER한국사업단은 ITER 건설을 위해 한국에서 제작하는 품목 중 하나인 ‘초전도자석 전원공급장치의 VS1 컨버터’ 제작을 완료하고 ITER 건설지인 프랑스 카다라쉬 지역으로 운송을 시작했다고 3일 밝혔다. 

 

한국은 총 32대의 ITER 초전도자석 전원공급장치 중 18대 조달을 담당한다. ITER 초전도자석 전원공급장치는 변압기와 컨버터로 구성된다. 

 

ITER한국사업단은 국내 기업인 다원시스와 협력해 총 5종의 컨버터 개발 및 제작을 진행하고 있다. 다원시스는 1996년 설립 이후 1998년 초전도핵융합연구장치 KSTAR의 전원공급장치 개발에 참여한 경험을 바탕으로 ITER 초전도자석 전원공급장치 컨버터 제작업체로 선정됐다. 

 

ITER와 같은 토카막형 핵융합 장치는 초전도자석이 만든 강력한 자기장을 이용해 초고온 플라즈마를 가두고 태양에서 일어나는 핵융합 반응을 만든다. 컨버터는 자기장을 만드는 ITER 초전도자석 시스템의 각 부분에 수십 킬로암페어 수준의 정밀 제어 전류를 공급해 핵융합 플라즈마를 효과적으로 제어하는 역할을 한다. 

 

이번에 처음으로 운송을 시작한 ‘VS1 컨버터’는 토카막 내 핵융합 플라즈마의 불안정한 수직 위치를 빠른 속도로 안정화시켜 주는 역할을 한다. 

 

플라즈마를 제어할 수 있는 자기장을 만들기 위해서는 초전도자석마다 요구하는 전류 용량 및 전압 제어 요건에 맞는 맞춤형 컨버터가 필요하다. 특히 전기 과부하 등 사고가 발생해도 1억도 이상의 초고온 플라즈마가 유지되고 있는 핵융합로를 보호할 수 있도록 컨버터가 곧바로 멈추지 않고 플라즈마를 안전하게 제어할 수 있도록 만들어져야 한다. 
 
이번에 개발된 VS1 컨버터는 이런 요구 조건들을 충족시킬 수 있도록 설계됐으며, 엄밀한 제작 검사와 함께 ITER가 요구하는 성능과 품질을 구현하는 데 성공했다. 이후 자체 시험, 단락 시험, 절연 시험, 정격 전류 시험 등 성능을 확인하는 최종 시험까지 통과해 ITER 국제기구로부터 출하 승인을 받을 수 있었다. 

 

ITER 초전도자석 전원공급장치의 개발을 담당하고 있는 ITER한국사업단의 최정완 박사는 “ITER에서 요구하는 까다로운 조건을 맞추기 위해 VS1 초도품 개발과 제작에는 약 5년의 긴 시간이 걸렸지만, 설계와 성능이 성공적으로 검증돼 2020년 5월까지 계획된 모든 컨버터의 제작이 순조롭게 완료될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 

 

3월 30일 부산항에서 해상 운송이 시작된 ITER VS1 컨버터는 5월 3일 프랑스 마르세유의 포스항에 하역하고 5월 중순경 프랑스 남부 카다라쉬 소재 ITER 건설 현장에 도착할 예정이다. 정기정 ITER한국사업단 단장은 “ITER 공정률이 60% 이상을 달성하면서, 7개 회원국으로부터 장치 건설을 위한 조달품의 제작과 운송이 본격적으로 진행되고 있다”고 밝혔다.
 

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