핵융합용 고온초전도 케이블 한단계 업그레이드한다

작성일 09-01

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">서울대·영국원자력청 공동연구 2단계 착수</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="2R8qKmqyLm">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="422c6a16e2d62ceb9c9c56d031cb51326d8293f5e28001c5609c0919a7a7dc0c" dmcf-pid="Ve6B9sBWMr" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="서울대 초전도응용연구센터 연구자(왼쪽 2명)와 영국 원자력청 산하 기관인 UKIFS 연구원, 스위스 로잔연방공대 SULTAN 시험센터 연구원. 서울대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/01/dongascience/20250901153942913glco.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="KJTiotiBiO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/01/dongascience/20250901153942913glco.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            서울대 초전도응용연구센터 연구자(왼쪽 2명)와 영국 원자력청 산하 기관인 UKIFS 연구원, 스위스 로잔연방공대 SULTAN 시험센터 연구원. 서울대 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="d2f0c37f77b5ffbd73671dd06ea8e7a9589d9ad14e0135ddcf5a9ba70f81df2a" dmcf-pid="fdPb2ObYnw" dmcf-ptype="general">영국 차세대 핵융합발전소 스텝(STEP)에 사용될 핵심 부품인 고온초전도 케이블을 개발하는 한영 공동연구가 2단계로 접어들었다. 1단계에서 개발된 케이블 시제품은 시험시설 한계에 도달할 정도로 뛰어난 통전 성능과 내구성을 검증받았다. 2단계에서는 케이블 길이를 연장해 고온초전도자석 신뢰도와 기술 성숙도를 높일 계획이다.</p>
          <p contents-hash="47418b6dccfdd32c2725c044075e05a7076ca4acf34f959fc86533425f94b165" dmcf-pid="4JQKVIKGeD" dmcf-ptype="general"> 서울대 초전도응용연구센터는 영국 원자력청(UKAEA) 산하 핵융합발전 프로젝트인 STEP을 주도하는 영국산업핵융합솔루션(UKIFS)과 1단계 공동연구를 마치고 2단계 협력 계약을 체결했다고 1일 밝혔다. 1단계와 2단계 계약 규모는 총 84억원이다.</p>
          <p contents-hash="fc725b07a4cb200c69aaa0e463e77aa1dc9e382d007b249713565d38ac1fea6f" dmcf-pid="8ix9fC9HiE" dmcf-ptype="general"> STEP은 2040년까지 핵융합발전소 건설을 목표로 하는 대규모 국가 전략 인프라 사업이다. 2019년부터 올해까지 약 3900억원 규모의 1단계 사업을 통해 영국 노팅엄셔 지역에 건설될 고온초전도자석 기반 핵융합발전소 개념 설계가 진행 중이다.</p>
          <p contents-hash="538d34a889e6dd2fb6a2e424c9ac8078ab20f420302da76bbcafa6c25084fae3" dmcf-pid="6nM24h2Xdk" dmcf-ptype="general"> 핵융합발전은 태양 같은 별의 내부에서 일어나는 핵융합 반응을 지상에서 구현해 에너지를 생산한다. 주로 토카막이라는 도넛 모양의 장치 내부에 1억℃가 넘는 초고온 플라즈마를 강력한 자석으로 붙잡아 핵융합 반응을 일으킨다. 핵융합발전은 탄소나 방사성물질이 발생하지 않는 미래 청정에너지원으로 인공지능(AI) 발전 등으로 인한 전력난 해결 방안으로 주목받는다.</p>
          <p contents-hash="0ed8fbcaaec902a81a85167455a1c99a7ff7c68ee17904d7859cd0076511beec" dmcf-pid="PLRV8lVZdc" dmcf-ptype="general"> 서울대 초전도응용연구센터와 UKAEA는 2024년 6월부터 올해 3월까지 약 18억원 규모의 공동연구협약을 통해 고온초전도 케이블 개발 1단계를 공동으로 진행했다. 한승용 서울대 전기정보공학부 교수가 제안한 '무절연 고온초전도' 기술을 활용하면 기존 초전도자석 크기를 5분의 1 이하로 줄여 건설과 운전 비용을 획기적으로 절감할 것으로 기대되기 때문이다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ee3dcc8ab799dd03503ff8e7ff9c6651e5d695d121437150c23527c5b228571d" dmcf-pid="Qoef6Sf5LA" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="서울대 초전도응용연구센터에서 개발한 STEP 핵융합 자석용 대전류 고온초전도 케이블 시편을 SULTAN으로 운반하기 전 액화질소에서 시험을 준비하는 모습. 서울대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/01/dongascience/20250901153944218ngzl.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="9dUX1LXDes" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/01/dongascience/20250901153944218ngzl.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            서울대 초전도응용연구센터에서 개발한 STEP 핵융합 자석용 대전류 고온초전도 케이블 시편을 SULTAN으로 운반하기 전 액화질소에서 시험을 준비하는 모습. 서울대 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="3006aa1c641b4b56adc65efe29fe61d0339b3cab7bfccf8f305685cd994b9c67" dmcf-pid="xgd4Pv41nj" dmcf-ptype="general">한영 공동연구팀은 1단계에서 3.6m급 고온초전도 케이블 시제품을 설계했다. 올해 7월 스위스 로잔연방공대 산하 SULTAN 시험센터에서 성능 평가한 결과 실험 설비가 제공하는 최대 환경인 자기장 10.9테슬라(T, 자기장의 단위)와 운전 전류 91킬로암페어(kA, 전류의 단위)를 달성했다.</p>
          <p contents-hash="12ed46032798fc73926129e6fba70b3e5140e93349ce865bb5dd763edc874d2f" dmcf-pid="yFHhvPhLiN" dmcf-ptype="general"> 케이블 시제품은 85kA, 10.9T 조건에서 1389회 반복 부하실험을 포함한 총 1400회 이상의 충방전 등을 겪고 나서도 성능 저하가 확인되지 않았다. 1992년 SULTAN 설비가 가동된 이래 고온초전도 케이블 분야에서 유례없는 성과로 평가된다. </p>
          <p contents-hash="09d8293d840a66a7e0ee404dc1297e30a29ec77c12ae5a04759d3b57209b55a3" dmcf-pid="WrAJL1Jqna" dmcf-ptype="general"> 서울대와 UKAEA는 약 63억원 규모의 2단계 기술개발 협약을 맺고 올해 7월부터 2027년 3월까지 고온초전도 케이블 시제품 성능과 길이를 고도화한다. 실제 STEP 시스템에 적용될 수 있는 수십 미터급 고온초전도 케이블 설계와 상용화를 대비한 제조기술과 극저온 성능 평가 시스템 개발이 목표다.</p>
          <p contents-hash="6fee5e9ff17c5659015e2ee371cedee5357efef301605c19c227d7070a5fc0f6" dmcf-pid="YmciotiBeg" dmcf-ptype="general"> 서울대는 "양 기관은 STEP 핵융합 시스템의 핵심인 'TF 고온초전도자석'의 프로토타입 설계·제작·평가에 관한 협력 범위도 확대하고 있어 소형 핵융합 기술 협력 깊이를 더하고 기술적 수월성 제고에도 기여할 것으로 기대된다"고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="c7b7edbb46015e68d7f2149cffc9b045a574eed02fa17e5873d3ff0414ba2214" dmcf-pid="GskngFnbdo" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
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