[뉴스웍스=문병도 기자] '인공태양'으로 불리는 핵융합 발전을 위한 실증로 설계가 시작됐다.

과학기술정보통신부가 7일 '실증로 설계 준비팀(TF) 착수식'을 개최하고 본격적으로 '핵융합 전력생산 실증로'설계에 착수했다. 

'핵융합 전력생산 실증로'는 주반경 7m 이내의 토카막 장치를 통해 최대 500MW 이상의 전기출력을 내는 것이 목표다. 이를 위해 설계수명 40년 이상, 노형·장치 가동률 60% 이상을 달성하고 삼중수소 유효자급률 1이상, 경제성 평가 가능 데이터를 확보할 계획이다. 

실증로 설계를 위해 산·학·연 전문가가 참여하는 '핵융합 전력생산 실증로 설계 준비팀(TF)'을 구성했고 2035년 실증로 설계 완료를 목표로 단계별 설계를 진행한다.

설계는 총 3단계로 이뤄진다.

2026년까지 예비개념설계 완료·인허가 체계를 수립하고 2030년까지 개념설계 완료 및 설계기준 확립, 2035년까지 3단계 공학설계 완료 및 인허가 추진을 목표로 한다.

설계 준비팀(TF)은 실증로 설계를 총괄·조정한다. 세부 실행계획을 수립하는 총괄위원회를 필두로 설계 통합 및 변경 관리 등을 담당하는 설계통합 전담팀, 설계의 중요 이슈에 대한 자문을 제공하는 설계자문위원회, 장치별 설계를 담당하는 12개 분야의 워킹그룹으로 구성된다.  

설계 준비팀(TF)은 본격적인 설계 작업에 착수하여 2026년까지 1단계 목표인 예비개념설계(안)을 도출할 계획이다. 설계 준비팀(TF)에는 KSTAR, ITER 건설에 참여한 산업체를 포함하여 향후 실증단계에 참여 의향이 있는 20여개의 기업이 참여한다. 

핵융합 장치는 태양이 빛을 내는 원리를 본 떠 에너지를 생산해 '인공 태양'으로 불린다. 

핵융합로에서의 핵반응은 중수소-삼중수소(D-T) 반응이 주로 연구되고 있다. D-T 반응으로 생산할 수 있는 에너지는 17.6MeV로, 우라늄 235의 핵분열 시 발생하는 에너지 200MeV의 대략 10분의 1 수준이다. 하지만 소모되는 핵연료의 단위질량당 발생하는 에너지는 핵융합이 핵분열에 비해 10배 정도 더 높다.

핵융합 발전은 일반적으로 화학반응에서 방출되는 에너지와 비교하면 대략 100만배 정도 높다. 핵융합 발전은 자원 고갈 및 온실가스 배출 걱정이 없는 안전한 대용량 청정 에너지로 최적의 차세대 기저발전원이 될 것으로 기대를 모으고 있다. 

조선학 과기정통부 거대공공연구정책관은 "한국형 초전도핵융합연구장치(KSTAR)와 국제핵융합실험로(ITER) 참여를 통해 확보한 기술력을 바탕으로 설계 준비팀(TF) 구성에 이어, 핵융합 실증 핵심기술 확보를 위한 장기 연구개발 로드맵을 연내 수립하는 등 핵융합 실현을 위한 준비를 민간과 함께 차근차근 해나가겠다"고 말했다.