유럽연합, 일본, 러시아, 중국, 미국 등 선진국들은 2030년대에 핵융합발전소 건설을 목표로 하는 ‘지름길 계획(Fast Track)’실현을 위해 노력하고 있다.
이러한 노력의 첫 단계로 현재 국제핵융합 공동개발사업의 초점이 되고 있는 ‘국제열핵융합실험로(ITER)’프로젝트가 올해 중으로 건설계획을 확정될 것이 확실시되고 있다.
이번 핵융합협의회 창립 역시 이러한 시점에 국내에서 수년간 진행된 ‘KSTAR 핵융합연구장치’개발 경험을 바탕으로 ITER 프로젝트 참여를 위한 것이다.
국내에서 ITER 가입이 현실화 될 경우 국내기업은 40억 달러에 이르는 ITER 건설에 참여할 수 있는 기회를 가질 수 있을 것으로 보인다.
이번 한국핵융합협의회 창립을 계기로 국내외에서 진행 중인 ‘ITER 프로젝트’와 ‘지름길 계획’ ‘국가핵융합 연구개발 프로젝트(KSTAR)’의 추진현황과 향후 계획을 알아본다.
▲ 국제열핵융합실험로(ITER) 프로젝트
ITER이란 1988년 핵융합 선진국인 미국 (구)소련, 유럽, 일본 4개국의 공동합의로 기획돼 국제협력에 의해 추진되고 있는 국제핵융합에너지 개발 프로젝트이다.
이는 핵융합에너지의 평화적 사용에 대한 기술적인 가능성을 확인하는 것으로 상업용 핵융합발전소의 가능성을 실험적으로 검증하는 최종 단계이다.
이와 관련 2001년 7월 최종공학설계를 완료했고 ITER 최종 설계보고서 발간 및 공학설계를 끝냈다.
회원국은 미국이 1999년 탈퇴함에 따라 유럽연합, 일본, 러시아로 구성돼 오다가 2001년 캐나다가 토론토 부근에 ITER 건설부지를 제공하겠다는 의사를 공식적으로 표명하고 ITER-Canada’라는 비정부 조직을 설립, 참여함에 따라 현재 4개국이 회원국의 돼 있다.
ITER 프로젝트는 2002년 상반기 건설 후보지가 회원국들에게 공식적으로 제안됐는데 일본(아오모리현 로카쇼) 스페인(바로셀로나 부근 반델로스 지역) 프랑스(카다라쉬 지역) 이다.
2002년 9월에는 중국이 ITER 가입 의향서를 전달했고 2002년 11월 1일 ITER 6차 협상회의가 열린 일본 문부과학성에서 중국의 ITER 가입에 대한 회의가 진행됐다.
2002년 11월에는 ITER 유럽본부에서 미국 대표단과 ITER 협상단 사이에 미국의 재가입을 위한 ITER 건설비용산정에 대한 회의가 열렸다.
한국은 2002년 12월 3일 과학기술부 장관 명의로 한국의 ITER 가입 의향서를 전달했고 10일 7차 협상회의에서 한국의 ITER 가입에 대한 회의가 있었다.
올해 1월 10일에는 중국이 ITER 가입을 공식 표명했고 이어 31일 미국이 재참여함으로써 현재 ITER 회원국은 총 6개국에 이르고 있다.
올해 ITER 건설부지가 최종적으로 선정될 예정이고 회원국간 협상회의 역시 올해 제10차 협상회의를 끝으로 모두 종료돼 ITER 공동추진을 위한 최종합의안이 나오게 된다.
올해 말경에는 ITER 건설을 위한 건설 발주 패키지가 회원국의 기업체들에게 분배된다.
하반기에는 ITER이 현재의 국제원자력기구(IAEA) 산하기구에서 새로운 독립된 협약기구(ILE : ITER Legal Entity)로 설립된다.
ILE 설립과 동시에 건물 및 장치 건설에 착수해 약 10년간 건설이 진행될 계획으로 향후 20년간 운영 및 해체기간 5년을 합쳐 총 35년 동안 총사업비 약 50억 달러가 소요될 것으로 전망된다.
▲ 지름길(Fast Track) 계획
EU 과학기술장관협의회의 요청으로 지난 2001년 11월 27일 열린 ‘Fusion Fast Track Expert Meeting’의 결론에 따른 것이다.
회의에서는 2000년 발간된 유럽원자력공동체 핵융합 프로그램에 대한 패널 보고서를 심의한 결과 35년 후 전기를 추출한 후 대규모 전기생산을 향후 50년 후에 실현한다는 기존의 핵융합발전소 로드맵을 수정해 핵융합 재료물질 개발과 함께 핵융합 발전소 상업화로의 역량을 집중하면 20∼30년 안에 핵융합 발전소의 상업화가 가능하다는 이른바 ‘Fusion Fast track Approach’를 제시했다.
또 이를 실현하기 위해서는 ITER의 조속한 건설과 핵융합 재료 물질 및 물성 연구시설 건설 프로젝트를 병행해 추진해야 한다는 것을 도출했다.
일본은 EU의 이같은 계획에 동의했고 미국도 유사한 핵융합발전소 건설 청사진을 지난 3월 5일 에너지성 핵융합에너지 과학자문회의 최종보고서에서 제시했다.
▲ 국가핵융합연구개발프로젝트(KSTAR)
21세기 중반 핵융합에너지 상용화를 위해 대형국제 공동연구에서 중심적 역할을 담당할 수 있는 선진국 수준의 연구능력 확보를 위한 초전도 핵융합장치 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research : 중형 ASDEX급)를 건설하는 것이다.
이는 ITER 가동 예상 시점인 2015년경 세계 핵융합 발전 상용화를 위한 DEMO 핵융합 발전소로의 건설 참여 및 운영 회원국 자력을 획득해 핵융합에너지 기수보유국이 되기 위한 것이다.<변국영>