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땅위 인공태양 만들 한국산 조립장비 납품 모두 끝났다

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땅위 인공태양 만들 한국산 조립장비 납품 모두 끝났다

2020.06.29 15:35
국제핵융합실험로(ITER)의 조립장비인 섹터인양장비의 모습이다. 1250t 무게의 ITER 섹터 하나를 옮겨주는 역할을 한다. 국가핵융합연구소 제공
국제핵융합실험로(ITER)의 조립장비인 섹터인양장비의 모습이다. 1250t 무게의 ITER 섹터 하나를 옮겨주는 역할을 한다. 국가핵융합연구소 제공

‘땅 위의 인공태양’으로 불리는 핵융합 에너지 개발을 위해 국제공동으로 추진중인 국제핵융합실험로(ITER)의 부품 조립에 필요한 조립장비가 국내에서 모두 개발을 마쳤다.

 

국가핵융합연구소는 ITER 조립장비의 최종 조달품인 ‘섹터인양장비’와 ‘CS자석인양프레임’이 제작과 검증시험을 마치고 이달 28일 ITER 건설지인 프랑스로 출항했다고 29일 밝혔다.

 

ITER는 핵융합에너지 실증을 위해 한국과 미국, 유럽, 러시아, 일본, 중국, 인도 등 7개국이 공동으로 개발해 건설과 운영을 담당하는 실험로다. 79억 유로(약 10조 4500억 원)가 투입돼 2025년 완공을 목표로 개발되고 있다. ITER은 각 회원국에서 조달품을 받아 프랑스 카다라쉬의 ITER 건설지에서 조립해 설치하는 형태로 건설된다.

 

섹터인양장비와 함께 개발을 마치고 이달 28일 프랑스로 출항한 CS자석인양프레임의 모습이다. 국가핵융합연구소 제공
섹터인양장비와 함께 개발을 마치고 이달 28일 프랑스로 출항한 CS자석인양프레임의 모습이다. 국가핵융합연구소 제공

ITER 조립장비는 진공용기와 초전도자석과 같은 길이 수십 m, 무게 수백 t이 넘는 주장치를 조립하는 데 쓰는 특수장비다. 비행기보다도 큰 주장치를 조립하면서도 오차는 수 mm로 제한된 정교한 장비다. 한국이 상세 설계부터 제작과 검증시험까지 전 과정을 책임지고 조달해야 하는 품목이다.

 

조립장비는 ITER 장치 조달품 중 다른 부품들과 연결되는 부위가 가장 많아 설계가 어렵고 제작 난이도도 높다. 한국은 모든 조립장비에 대해 ITER 국제기구에서 정한 품질 기준과 절차를 충족했다. 섹터인양장비는 프랑스 안전 규정에 맞춰 실제 하중의 1.5배인 2000t 하중시험을 통과했다. 섹터부조립장비는 ITER 건설 현장에서 정밀 조립 검증시험을 마쳤다.

 

한국의 조립장비 개발은 섹터 인양장비와 CS 자석인양프레임을 마지막으로 모두 완료됐다. 조립장비는 2017년 섹터 부조립장비를 출하한 것으로 시작해 순차적으로 ITER 건설지로 운송돼 왔다. 이번에 출하한 조립장비들은 ITER 핵심품목인 진공용기 섹터 6번과 함께 건설 현장으로 운송돼 8월경 도착할 예정이다.

 

2017년 출하된 섹터부조립장비의 모습이다. 열차폐체와 초전도자석을 끼워넣으면 하나의 섹터로 조립해 주는 장치다. 국가핵융합연구소 제공
2017년 출하된 섹터부조립장비의 모습이다. 열차폐체와 초전도자석을 끼워넣으면 하나의 섹터로 조립해 주는 장치다. 국가핵융합연구소 제공

조립장비들은 ITER 조립단계에 따라 순차적으로 활용된다. 직립화장비는 대형 구조물을 세워주는 장치다. 섹터부조립장비는 진공용기의 열차폐체와 초전도자석을 끼워 넣어 하나의 섹터로 만들어준다. 1250t 무게의 섹터는 섹터인양장비를 이용해 토카막 장치로 옮긴다. 중앙지지구조물은 9개 섹터를 도넛 모양으로 연결해주기 위해 중앙에서 지지해주는 역할이다. 1만 1250t의 무게를 견딘다. CS자석 인양프레임은 ITER 장치 중앙에 들어갈 CS 초전도자석을 넣어주는 역할이다.

 

ITER 한국사업단은 조립장비 개발을 위해 국내 기업인 SFA, 유진엠에스, 일진기계와 협력을 진행했다. SFA는 한국형 핵융합연구장치인 KSTAR 장치 건설에서도 조립장비를 담당한 기업이다. 남경오 ITER 한국사업단 조립장비기술팀장은 “11년간 진행해 온 조립장비 개발은 국내 연구진들이 참여 기업과 한 팀이 돼 여러 기술적 난관을 극복하며 협력해 온 덕분에 성공할 수 있었다”고 말했다.

 

섹터부조립장비에서 섹터가 조립되는 모습이다. 국가핵융합연구소 제공
섹터부조립장비에서 섹터가 조립되는 모습을 그래픽으로 표현했다. 국가핵융합연구소 제공

정기정 ITER 한국사업단장은 “ITER 조립장비 조달 완료를 통해 ITER 사업 추진을 위한 한국의 역할을 다시 한번 인정받게 됐다”며 “ITER의 성공적인 수행을 통해 핵융합에너지 상용화 기술 확보에 노력할 것”이라고 말했다.

 

 

 

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