| 초록 |
우리나라는 국제핵융합실험로(ITER) 사업에 참여하여 블랑켓 일차벽(Blanket First Wall) 및 시험용 블랑켓 모듈(TBM, Test Blanket Module) 일차벽 등 플라즈마 대면부품의 제작기술 개발 및 성능평가를 위한 고열부하시험을 수행하고 있다. 핵융합로의 플라즈마 대면부품(PFC, Plasma Facing Component)은 핵융합로 설계에 있어 핵심적인 설계변수를 제공하는 부품으로 블랑켓 일차벽, 디버터(Divertor) 등 플라즈마와 대면하는 모든 부품들을 포함한다. 플라즈마로부터 발생되는 열, 중성자 및 방사선 등을 막기 위한 차폐체(Armor materials)로는 베릴륨이나 텅스텐 등이 사용되고 있으며, 차폐 특성이 강화된 신소재의 개발이 지속적으로 추진되고 있다. 또한 구조재는 중성자를 견디고 효과적인 열제거 기능을 수행하도록 개발되어야 한다. 이 과정에서 차폐체와 구조재의 접합 기술 개발이 필요하며, 이를 위해서 이종 접합에 유용한 고온등방가압법(HIP, Hot Isostatic Pressing), brazing 등의 상용화된 기술을 활용하고 있다. 또한 접합 성능을 평가하기 위해서 대면부품 고열부하시험 장비를 이용하여, 이종접합의 수명평가도 수행하고 있다. 한국원자력연구원에서는 전자빔을 이용한 고열부하시험장비 KoHLT-EB를 운영 중이며, 그동안 ITER 블랑켓 일차벽, TBM 일차벽, KSTAR 디버터 등의 PFC 개발을 위해서 각종 목업을 제작하여 고열부하 성능시험을 수행하였다. 향후, 새로운 기능 강화 신소재를 활용한 플라즈마 대면부품의 접합 및 고열부하시험을 지속적으로 수행할 것이다. 본 발표에서는 핵융합로 플라즈마 대면부품의 개발을 위해서 필요한 설계-제작-시험 등의 제반의 과정을 소개하고, 국내외 관련 기술 현황을 살펴볼 것이다. |
