원자력/우주항공

ITER 첫 대형 초전도마그넷 코일 개발

발행일 : 2019 / 09 / 24

최근, 중국과학원 허페이(合肥)물질과학연구원 플라스마물리연구소가 개발한 국제열핵융합실험로(ITER) 계획의 첫 대형 초전도마그넷 코일-폴로이달 자기장 6호 코일(PF6 코일)이 조립을 마치고 해상운송 방식으로 프랑스 ITER 현장에 운송됐다.

PF6 코일은 ITER 실험로 초전도마그넷의 밑부분에 위치하여 있기에 반드시 가장 먼저 설치해야 하는 매우 중요한 대형 코일 부품이다. 해당 코일은 9개의 감아서 제조한 더블 케익 구조 코일 몸체 및 일련의 지지 부품으로 구성됐으며 총 무게는 400t에 달한다. 해당 코일을 감아서 만드는데 사용된 나이오븀-티타늄 초전도체의 길이는 약 13.5 Km이며 코일 본체 외경은 약 11.2m이고 케익형 구조이며 외형은 중국 고대의 화씨벽과 유사하다.

PF6 코일은 세계 최대 무게, 최고 개발 어려움의 초전도마그넷으로 에너지 저장량은 중국 EAST 장치 최대 폴로이달 자기장 자성체의 60배에 달한다. PF6 코일의 정상적 작동은 플라스마를 “점화”시킴과 아울러 플라즈마의 안정한 “연소”를 유지할 수 있을지의 여부와 ITER 장치 운전의 성공을 결정하는 주요 코일이다.

PF6 프로젝팀은 2년 남짓한 연구를 거쳐 해당 핵심 기술을 파악했다. PF6 코일 제조에 사용한 핵심 제조 공법 및 부품은 1차적으로 ITER 국제팀의 인증에 통과됐고 더블 케익 구조 코일 제조 합격률은 100%에 달했으며 초전도 연결기 성능은 ITER 기술 요구를 초과했다.

PF6 코일의 성공적 제조는 선진국에서 해당 기술을 독점하던 국면을 개변시켰고 생산설비의 전체적 국산화를 달성함과 아울러 초전도마그넷 제조 표준 및 관련 규범을 발전 및 완벽화했으며 선후하여 10여 항목의 특별 프로젝트 표준을 개발함으로써 중국이 향후 핵융합로 표준 구축에 유익한 참조적 가치를 제공함과 아울러 중국-유럽의 핵융합 에너지 분야에서 협력 심층화 및 광범위화에 성공적 사례를 제공했다.

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