일본 후쿠시마 원전 사고로 핵분열(원자력발전 원리)의 위험성이 부각된 가운데 미래 에너지원인 '핵융합'이 새로운 관심거리로 떠오르고 있다.
정기정 국가핵융합연구소 국제핵융합실험로(ITER) 한국사업단장은 5일 "국내 거대핵융합장치 'KSTAR'를 가동하기 위한 절차에 최근 착수했으며 9월까지 플라즈마 발생 및 형태 조정,안정화 실험을 계속할 예정"이라고 말했다.
핵융합은 태양의 원리를 본떠 만든 것이다. 먼저 수소 원자핵을 플라즈마로 만든다. 그 다음 플라즈마가 사라지지 않도록 중간에 진공 상태의 공간을 만들고 자장용기(토카막)로 가둔다. 이어 플라즈마에 1억~수억도 이상의 초고온과 초고압을 가하면 핵융합반응이 일어난다. 삼중수소와 중수소가 융합하면서 헬륨과 중성자가 생성되고 이때 상대성 원리에 따라 막대한 에너지가 방출되는 것이다. 수억도의 플라즈마는 직접 장치에 닿는 것이 아니고, 토카막(tokamak · 핵융합 발전용 연료기체를 담아두는 용기)의 자기장 안에 갇혀 공중에서 붕붕 떠다닌다고 보면 된다. 핵융합발전도 방사성 물질이 나오지만 원전과는 비교가 안 될 정도로 낮은 독성이다.
국내 대 · 중소기업 69개사가 참여해 만든 KSTAR는 작년까지 세 번의 플라즈마 발생 실험을 성공적으로 마쳤다. 국내 기업들은 이 경험을 토대로 ITER 사업에 활발히 참여하고 있다. ITER은 한국을 비롯해 미국 EU 등 7개국이 참여하고 있다. 열출력 500메가와트(㎿) 핵융합발전 장치를 실제로 만들어 보겠다는 프로젝트로 총 사업기간은 2040년까지다
ITER 한국사업단이 ITER과 체결한 부품 조달약정(PA)은 9개다. 초전도 도체(cXXductor)와 진공용기(vacuum vessel),진공용기 포트,조립장비류(장치조립에 쓰이는 기계들),열차폐체(thermal shield)는 앞서 계약이 끝났다. 여기에는 넥상스코리아 현대중공업 대봉엔지니어링 등 다양한 기업이 참여하고 있다. ITER 한국사업단은 지난달 전원 공급장치 37%가량을 공급하기로 추가 PA를 체결했다. 공급업체는 경쟁입찰을 거쳐 7월께 결정될 예정이며,D사 등이 참여할 예정이다. 또 진단장치는 올해 4~5월께, 삼중수소저장장치와 블랭킷 차폐블록은 내년께 PA를 앞두고 있다. 한편 우리가 공급하기로 했던 '블랭킷 일차벽'은 고려해야 할 세부 기술이 너무 많아 조달하지 않기로 했다.
기체 상태의 물질에 계속 열을 가하면 원자핵과 전자가 분리되면서 양이온과 전자가 거의 같은 양으로 존재하게 되며 전기적으로 중성을 띤다. 이런 상태를 플라즈마라고 하며 고체 액체 기체에 이은 '제4의 물질'이라고 한다.