국제핵융합실험로기구, 핵융합실험용 펄스 초전도 자석 시스템 제작 완성 발표
ITER completes fusion super magnet
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(세계) 국제핵융합실험로기구(ITER Organization)는 프랑스에 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER International Thermonuclear Experimental Reactor) 프로젝트에 사용될 핵융합실험의 핵심부품인 세계 최대·최강의 ‘펄스 초전도 자석 시스템’ 구성요소 제작이 모두 완성되었다고 발표함
- ITER은 30개국 이상이 참여하는 국제협력 프로젝트로 핵융합 에너지가 안전하며 탄소 배출이 없는 미래 에너지원임을 실증하는 것을 목표로 함
- 이번에 완성된 펄스 초전도 자석 시스템의 마지막 핵심부품은 미국에서 제작 및 시험을 거친 센트럴솔레노이드(Central Solenoid)의 여섯 번째 모듈로 ITER 토카막 장치에서 핵융합 반응을 일으키는데 중요한 역할을 담당함
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프랑스 남부의 ITER 건설 현장에서 최종 조립될 센트럴솔레노이드는 항공모함을 들어 올릴 수 있을 만큼 강력한 힘을 가지며 전체 시스템 내에서 가장 강력한 핵심 자석 역할을 수행할 예정임
- 센트럴솔레노이드는 러시아, 유럽, 중국이 각각 제작하고 공급한 6개 고리 형태의 폴로이달 자석(PF Poloidal Field : 플라즈마의 안정성을 유지하고, 다양한 플라즈마 발생 시나리오를 구현할 수 있는 환경을 만들어 줌. 플라즈마의 위치 및 형상을 제어 함.)과 함께 연동하여 작동하게 됨
- 완전히 조립된 펄스(Pulse) 자석 시스템의 무게는 약 3,000톤에 달하며 ITER 토카막(Tokamak 토카막(Tokamak) : 핵융합 발전 과정에서 플라즈마를 가두기 위해 자기장을 이용하는 도넛 모양 즉 원환면형 장치. 가둔 플라즈마 내부에 전류가 흘러 생긴 자기장이 플라즈마 불안정성을 만들어내므로, 플라즈마가 벗어나지 않게 하기 위한 또 다른 자기장이 필요한데, 이런 플라즈마의 움직임을 예측하고 막는 것이 관건) 원자로의 전자기적 심장 역할을 수행하게 됨
- ITER은 완전 가동 시 50MW의 투입전력으로 500MW의 핵융합전력을 생산하여 10배의 에너지효율을 실현하며 이 과정에서 플라즈마 물질의 네 번째 상태로, 고온에서 기체가 이온화되어 전자와 이온으로 이루어진 상태가 스스로 가열되어 안정적인 핵융합 반응을 유지함
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ITER 핵심장치인 총 자석시스템은 총 10,000톤에 달하는 초전도 자석으로 구성되어 51GJ Giga Joule의 막대한 자기에너지를 저장하며 이 자석 제작을 위해 6개국 총 9개 공장에서 생산된 총 길이 10만 ㎞ 이상의 초전도 가닥이 원료로 활용되었음
- 프로젝트의 최근 개발 전략에 따르면 ITER의 첫 번째 실험 가동은 ‘34년, 본격적인 전체 가동을 통한 에너지 생산은 ‘39년에 가능할 것으로 전망됨
- ※ NECLEAR ENGINEERING(2025.5.7.)
