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“쿵쾅쿵쾅!”
이현곤 이터(ITER)한국사업단 기술본부장이 보여주는 사진을 가만히 들여다 보자, 귓가로 둔탁한 해머 소리가 들리는 듯 했다. 활엽수가 무성하게 덮인 벌판 한가운데에 놓인 가로 1km, 세로 0.5km의 부지 위로 남프랑스 프로방스의 따스한 햇살이 내리쬐고 있었다. 현재 거대한 건물을 짓기 위한 기초작업이 한창이었다. 이곳에서는 진짜 발전소 규모의 장치를 이용해서 핵융합 에너지 실험을 진행한다.


실제 전기 생산 직전까지 실험

이터는 기념비적인 프로젝트다. 지금까지 연구해온 초전도 토카막 건설과 운영 기술, 플라스마 물리학 지식을 총동원해 지상에 초대형 핵융합 장치를 건설한다. 반경은 케이스타의 약 3배, 부피는 약 25배에 이른다. 미래의 상용 핵융합로에 필요한 규모와 거의 같다. 이터는 스스로 타면서 핵융합 에너지를 만들 수 있는 최초의 핵융합 실험로다. 한번 가동을 시작하면 최대 2억K의 고온 플라스마가 400초 동안 꺼지지 않고 계속 에너지를 만든다. 필요한 것은 연료(중수소와 삼중수소)와 약간의 외부 에너지다. 이터는 투입되는 외부 에너지에 비해 생산되는 에너지가 약 10배 정도로 많다. 50MW(5000만 와트)의 에너지를 투입해 약 500MW(5억 와트)의 열출력을 얻는다.

이터는 실험로이므로 진짜 전기 생산 설비, 즉 터빈은 설치하지 않는다. 하지만 언제라도 터빈만 연결하면 전기를 생산할 수 있다. 전문가들은 이터를 발판으로 핵융합의 효율을 3~5배 더 높이면(투입 에너지의 30~50배의 열출력을 얻는 수준), 지금의 원전이나 화력발전소와 비슷한 수준의 전기를 안전하게 얻을 수 있을 것으로 보고 있다. 이 단계는 2030년대 중반쯤 건설될 예정인 실증로(데모, DEMO)를 통해 도달할 예정이다. 이터는 실증로로 가기 위한 최종 관문인 셈이다.

이터는 EU(유럽연합)와 미국, 일본, 러시아, 중국, 인도, 한국의 7개국이 참여하고 있는 국제 프로젝트다. 이들은 분담금을 나눠 낼 뿐만 아니라, 각각 특정 부품의 개발을 담당한다. 한국은 초전도체 제작 기술, 블랑켓(핵융합발전소에서 중성자를 흡수해 열 에너지로 바꾸고 삼중수소를 만드는 부품) 제작 기술, 열 차폐 제작기술, 진공용기 제작, 진단 등의 핵심 기술을 개발하고 있다. 세계에서 유일하게 이터와 똑같은 재료와 원리를 바탕으로 만든 핵융합 장치, 케이스타가 큰 도움이 되고 있다. 또 한국은 이터국제기구 사업운영비 예산 중 약 9%의 분담금을 매년 내고 있다. 국내 핵심기술 개발비, 산업체 부품 제작비 등을 포함한 총사업비는 1조 2000억 원 규모에 이른다. 대신 나중에 핵융합 발전소를 건설하고 운영할 수 있는 권리를 갖는다.


한국, 기여도 크고 성과도 크다

이터한국사업단에는 현재 약 70명의 직원이 근무하고 있고, 이터국제기구에는 30여 명의 한국 연구원이 프랑스 현지에 상주하며 세계의 공학자, 과학자들과 공동으로 연구하고 있다. 이 본부장은 “EU의 3500명에 비하면 인원은 적지만, 케이스타를 운영한 경험과 뛰어난 두뇌를 바탕으로 세계와 대등하게 연구하고 있다”며“세계와 협력하고, 원천기술도 확보할 수 있는 소중한 기회에 모두가 열정을 갖고 참여하고 있다”고 말했다.

이 본부장은 인터뷰를 마치자 마자 회의를 위해 총총히 사라졌다. 지구 반대편에 사는 회원국 연구원과의 화상회의가 오후6시부터 시작될 예정이었다.


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INTRO. 인류최후 에너지 핵융합
PART1. 에너지 비정상회담
PART2. 핵융합의 원리
PART3. 핵융합의 장점과 발전
PART4. 핵융합 실현 기술
PART5. 핵융합의 난관
PART6. 핵융합 선진국의 주역 케이스타
BRIDGE. 김기만 국가핵융합연구소 신임 소장 인터뷰
PART7. 인류의 꿈이 모였다 이터(ITER)