상상할 수 없을 만큼 규모가 큰 프로젝트가 프랑스 남부에서 본격적으로 추진되고 있습니다. 국제열핵융합실험로(ITER)는 본질적으로 지구에 인공 태양을 건설하려는 인류의 가장 크고 대담한 시도입니다. 이 프로젝트를 통해 과학자들은 태양에 동력을 공급하는 것과 동일한 과정인 핵융합을 달성하기를 희망합니다. 이는 엄청난 열과 강한 중력으로 인해 수소 동위원소가 서로 융합되어 헬륨을 형성하고 엄청난 양의 에너지를 방출하는 우리 별의 핵심에서 발생합니다. 지구에서는 이 과정을 돕는 태양의 중력이 없기 때문에 훨씬 더 많은 열을 사용해야 합니다. ITER가 등장하는 곳이 바로 여기입니다.
계획은 기본적으로 섭씨 1억 5천만도까지 가열된 플라즈마를 보관하도록 설계된 챔버인 토카막으로 알려진 도넛 모양의 진공 용기 내부에서 중수소와 삼중수소라고 불리는 수소 동위원소를 가열하는 것입니다. 만약 성공한다면 석탄을 태우는 것보다 400만 배 더 많은 에너지를 생산하고 바닷물에서 추출할 수 있는 연료를 사용하는 청정 전력원을 얻을 수 있다.
이제 이 프로젝트는 원자로 노심의 최종 조립을 공식적으로 시작하면서 가장 중요한 건설 단계에 진입하고 있습니다. 프로세스의 각 단계에는 정밀성과 광범위한 계획이 필요하며 이 단계도 예외는 아닙니다. 이 기념비적인 작업을 감독하는 계약은 미국의 원자력 발전소인 Westinghouse Electric Company에 의해 1억 8천만 달러에 체결되었습니다.
원자로 노심 조립 방법
원자로 노심을 조립하기 위해 엔지니어들은 각각 무게가 약 400톤에 달하는 9개의 거대한 강철 구역을 함께 용접할 계획입니다. 이 프로세스에서는 거의 정확한 정밀도가 요구되며 일부 부품의 정렬은 최대 0.25mm의 불확도가 필요합니다. 이러한 섹터가 함께 만들어지면 토카막이라는 구조가 만들어집니다. 이 토카막은 수백만도까지 가열된 플라즈마를 다루기 때문에 그 과정에서 자체 벽이 녹지 않도록 내열성도 필요합니다. 동시에, 핵융합이 일어날 수 있도록 토카막 내부에 열이 충분히 오랫동안 유지되어야 합니다. 이를 보장하기 위해 과학자들은 3,000톤 자석 시스템을 갖춘 “보이지 않는 방패”도 제작하고 있습니다.
이 시스템의 중심에는 60피트 길이의 초전도 자석 스택인 중앙 솔레노이드가 있습니다. 최종 부품은 4월에 조립되었으며, 이제 전체 부품이 프랑스에 설치될 준비가 되었습니다. 이 정도 크기의 핵융합로에 적합하려면 강력한 자석이 있어야 하며 실제로 항공모함을 들어올릴 만큼 강력해야 합니다. 내부 플라즈마를 제어하기 위해 지구 자체보다 약 280,000배 더 강력한 자기장을 생성합니다.
엔지니어들은 원자로의 쓰레기 수집기도 건설했습니다.
주 원자로 용기가 건설되는 동안 퍼즐의 다른 중요한 부분도 결실을 맺고 있습니다. 2025년 10월 2일, 미쓰비시 중공업(MHI)과 일본 국립 양자 과학 기술 연구소(QST)는 전환기의 첫 번째 외부 수직 표적(OVT)을 완성했다고 발표했습니다. 본질적으로 일종의 배기 시스템인 이 장치는 쓰레기 수집가처럼 작동하여 플라즈마에서 헬륨 재와 미연소 연료와 같은 불순물을 추출하여 핵융합 반응을 안정적으로 유지합니다. 전환기는 전체 기계에서 가장 극한 조건 중 일부를 확인하며 평방 미터당 20메가와트에 달하는 열 부하를 견뎌야 합니다. 따라서 부품은 녹는점이 높은 텅스텐과 같은 특수 소재로 제작됩니다.
ITER가 이런 진행 중인 유일한 프로젝트는 아닙니다. 2025년 2월 프랑스는 WEST 프로그램을 통해 핵융합로를 운영하는 세계 기록을 세웠습니다. 그러나 ITER가 다른 시스템과 차별화되는 점은 운영 규모입니다. 웹사이트에 따르면 ITER는 “현재 작동 중인 가장 큰 기계의 플라즈마 용량의 5배”를 확보할 계획입니다.
이 규모의 프로세스에는 시간이 걸리지만 ITER의 여정은 그다지 순탄하지 않았습니다. 이 아이디어는 1985년에 처음 시작되었지만 건설은 2010년이 되어서야 시작되었습니다. 예산은 초기 60억 달러에서 200억 달러가 훨씬 넘는 규모로 늘어났습니다. 팬데믹부터 여러 나라에서 만든 부품이 서로 제대로 맞지 않는 것에 이르기까지 모든 것이 지연되었으며, 중수소-삼중수소 작업의 시작은 현재 2039년으로 계획되어 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 놀라운 프로젝트는 지정학적 경쟁국을 포함하여 33개국이 공통의 목표를 위해 함께 모입니다. 이는 또한 미국 정부가 원자력 에너지에 다시 집중하고 있음을 반영합니다.
