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[에너지신문] 한국핵융합에너지연구원이 미래 에너지 패러다임을 바꿀 독자적 핵융합로 설계에 본격적으로 돌입했다.

연구원은 17일 '한국형 혁신 핵융합로 설계기술 개발 과제' 착수회의를 가졌다. 연구원에 따르면 이번에 개발되는 한국형 혁신 핵융합로는 기존 장치들보다 한 단계 진화한 '소형화·고성능화'를 지향한다.

올해부터 2030년까지 총 5년간 추진되는 이번 과제의 가장 주목할 만한 점은 가상 핵융합로(디지털 트윈)와 AI 기반 설계기술을 전면에 내세웠다는 점이다. 복잡한 핵융합로 설계를 디지털 환경에서 사전에 검토함으로써, 설계 변경에 따른 영향을 신속하게 분석할 수 있다. 이는 과거 수많은 시행착오를 거쳐야 했던 설계 반복 과정을 대폭 줄여준다.

▲한국형 혁신 핵융합로 설계 기술 개발 사업 과제 착수회의 참석자들이 단체 기념촬영을 하고 있다.

아울러 거대한 규모의 초전도 자석, 진공용기, 부대장치 등이 유기적으로 맞물려야 하는 핵융합로의 특성상 시스템 안정성이 무엇보다 중요한 만큼, 가상 검증 체계를 통해 전체 시스템의 오류를 사전에 잡아내고 완성도를 극대화할 수 있을 것으로 기대된다.

우리나라는 그동안 초전도핵융합연구장치인 KSTAR 운전 경험과 국제핵융합실험로(ITER) 회원국으로서 세계 최고 수준의 기술력을 축적해 왔다. 이번 사업은 타국에 의존하지 않고 노심 물리설계부터 주장치, 내벽부품, 설계통합체계까지 핵융합로 전반을 종합적으로 독자 설계할 수 있는 역량을 확보하는 데 방점을 두고 있다.

독자적인 설계 기술은 향후 국가의 에너지 안보를 강화하고, 글로벌 핵융합 발전 시장이 본격적으로 열릴 때 기술 수출국으로서 시장을 선점할 수 있는 발판이 될 전망이다.

한국형 혁신 핵융합로는 상용화를 고려해 '주반경 4m 이하의 소형 고성능 토카막' 형태로 설계된다. 장치가 소형화되면 건설 비용과 기간이 줄어들어 상용화 난이도가 대폭 낮아질 것으로 예상된다. 소형임에도 약 100MWe의 전력 생산(핵융합 출력 약 300 MW)을 목표로 하며, 핵심 연료인 삼중수소를 스스로 공급하는 '폐쇄형 연료순환'을 구현한다. 이는 기후위기 대응을 위한 탄소중립 실현을 가속화하는 핵심 청정 에너지원이 될 것으로 기대를 모은다.

이번 과제는 핵융합연구원 단독 연구가 아닌, 국내 강소기업(주인애이블퓨전)과 대학(서울대학교) 등 산·학·연이 초기 단계부터 긴밀하게 협력하는 구조다. 초전도 자석, 증식블랑켓, 열차폐체 등 첨단 공학 요소의 개념연구가 전방위로 진행됨에 따라 국내 정밀 제조 및 엔지니어링 산업 전반의 기술력이 동반 상승하는 효과를 낳을 전망이다.

1단계 설계요건 도출을 시작으로 2030년 디지털 트윈 기반 검증이 마무리되면, 후속 기본설계·공학설계 및 최종 실증로 건설로 이어지는 국가적 'K-문샷' 로드맵의 가장 단단한 주춧돌이 완성될 것으로 기대된다.

출처 : 에너지신문(https://www.energy-news.co.kr/)