韓-英 '핵융합' 기술동맹…1억℃ 견디는 극한 로봇 나온다

머니투데이

김인한 기자

KSTAR(한국 초전도 핵융합 연구장치) 진공용기 내부 모습. / 사진=한국핵융합에너지연구원

한국과 영국이 '핵융합 에너지' 상용화를 위해 1억℃에서 견디는 원격 유지보수 로봇을 개발한다. 핵융합은 가벼운 원자핵들이 융합하며 무거운 원자핵으로 바뀌면서 에너지를 발생하는 원리로, 땅 위에서 구현한 인공태양 기술이다. 핵융합 실용화 조건인 1억℃ 초고온 플라스마를 구현하려면, 그 과정에서 원격 유지보수 기술이 필요해 힘을 모으는 것이다.

한국핵융합에너지연구원은 27일 영국 원자력청(UKAEA)과 핵융합 실증로의 원격 유지보수 기술개발을 위한 업무협약을 체결했다고 밝혔다. UKAEA는 영국의 핵융합에너지 개발을 담당하는 정부 연구기관으로, 핵융합과 같은 극한 환경에서 활용되는 로봇 기술을 중점 연구하고 있다.

핵융합 실증로는 전력생산 상용 발전소를 세우기 전 기술을 검증하는 핵융합로를 말한다. 이 실증로는 핵융합 반응으로 인한 초고온의 열속, 고자기장, 방사화 등 극한 환경이 만들어진다. 이 때문에 사람의 접근이 제한되고 원격 유지보수가 필수적이다.

이에 핵융합연과 UKAEA는 핵융합 실증로 개념설계 단계부터 주기적인 검사·교체 등 원격 유지보수를 위한 자동화 설계와 로봇 시스템을 개발하기로 했다. 앞으로 로봇은 핵융합 실증로에서 주변 장치와 시스템을 손상하지 않고 검사·절단·용접 등의 작업을 원격 수행할 수 있도록 만들어진다.

그동안 핵융합연은 핵융합 실증로에 들어갈 로봇팔 개념을 설계하는 등 연구개발 기반을 마련해왔다. 여기에 핵융합용 로봇 기술 연구를 선도하고 있는 UKAEA와 협력을 추진하기로 했다. 공동연구는 물론 연구인력 상호 교류 등을 통해 최신 기술을 공유해나갈 예정이다.

유석재 핵융합연 원장은 "핵융합 실증로 원격 유지보수 기술은 핵융합 실증로의 안정적 운영을 위한 필수 요건"이라며 "UKAEA를 비롯해 국내외 연구기관과 기업들과 협력해 관련 기술을 조기 확보하고 향후 핵융합 실증로의 성공적 건설·운영의 초석을 다지겠다"고 밝혔다.

핵융합연은 오는 2035년까지 핵융합 실증로 설계를 마무리할 예정이다. 핵융합 실증로 기본개념은 전기출력 최대 500㎿(메가와트) 이상이고, 설계 수명은 40년 이상이다. 현재 국내 원자력 발전소는 약 1400㎿급으로, 500㎿급은 중소형 원자로 수준이다. 이를 통해 2050년대 핵융합을 상용화한다는 계획이다.