中 '인공태양' 핵심 기술 돌파...핵융합 발전 실용화 청신호

[동포투데이]중국이 차세대 핵융합로(인공태양) 개발의 중추적 역할을 할 핵심 시스템 개발에 성공하며 청정 에너지 시대를 앞당겼다. 신화통신 9일 보도에 따르면 중국과학원 허페이 물질과학연구원은 9일, '8분의1 진공실 및 종합설치 시스템'이 국제 전문가단의 심사를 통과해 공식 가동에 들어갔다고 밝혔다. 이 시스템은 정밀도와 안정성 측면에서 세계 최고 수준으로 평가받으며, 차세대 핵융합 에너지 상용화의 초석이 될 것으로 기대를 모으고 있다.

허페이 서북부 '쿠아푸(夸父) 연구단지' 실험동에 자리한 이 시스템은 높이 20m, 무게 295톤의 거대한 D형 단면 설계로, 두께 50mm의 초저탄소 스테인리스강 이중 외피 구조를 특징으로 한다. 8개의 동일 모듈을 조합하면 완전한 환형 진공실이 완성되며, 이 안에서 태양 중심부와 유사한 초고온(1억 ℃ 이상) 플라즈마 핵융합 반응이 구현될 예정이다.

류즈훙(劉志宏) 플라즈마연구소 책임연구원은 "진공실은 핵융합로의 '최종 방어선'으로, 초전도 자석과 플라즈마를 물리적으로 분리하면서 극한 환경에서 정교한 제어를 가능케 한다"며 "용접 정밀도는 머리카락 두께의 1/10 수준(0.01mm)을 요구하며, 자기장 간섭을 최소화하기 위해 철 성분 함량을 0.01% 이하로 억제했다"고 기술적 난이도를 설명했다.

연구진은 2014년 예비연구를 시작으로 3,650여 일간의 집중 개발 끝에 40여 건의 핵심 특허를 확보했다. 이번 시스템은 ▲진공실 내부 부품의 원격 조립·점검 기술 ▲초대형 구조체 진동 제어 알고리즘 ▲초정밀 센서 네트워크 등 혁신적 기술을 집약했으며, 해당 기술들은 이미 국내 입자가속기와 극자외선 광원 장치 개발에 접목되고 있다.

특히 19개 CRAFT 하위 시스템 중 첫 번째로 완성된 이 설비는 향후 ▲초전도 코일 성능 시험 ▲플라즈마 제어 시뮬레이션 ▲방사선 차폐 평가 등 120여 개 실험 프로젝트의 기반 인프라로 활용될 계획이다. 류 연구원은 "2028년까지 모든 모듈을 통합하면 핵융합로 기본 설계를 검증할 수 있을 것"이라며 기대감을 드러냈다.

이번 성과는 중국이 주도하는 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트와도 시너지를 낼 전망이다. 이미 CRAFT에서 검증된 차폐재 기술이 ITER 설계에 반영되는 등 중국의 기술적 영향력이 확대되고 있다. 한 관계자는 "미국 스파크 플러그, 유럽 JET 등과 비교해 설계 효율성이 30% 이상 개선됐다"며 "2035년 핵융합 실증로 건설 목표를 앞당길 수 있을 것"이라고 강조했다.

전문가들은 "이번 진공실 기술이 상용화되면 해수 1리터로 석유 300리터에 상당하는 에너지를 추출할 수 있다"며 "화석연료 의존도를 혁명적으로 낮출 수 있는 티핑포인트가 될 것"이라고 평가했다. 중국은 2023년 EAST 인공태양에서 403초 플라즈마 운전 기록을 세운 데 이어, 이번 성과로 핵융합 에너지 경쟁에서 확고한 리더십을 과시하고 있다.