전북대 홍봉근 교수, 핵융합로 통합 최적 설계 특허 등록

특허 기술의 핵심 개념

이번 특허는 핵융합로 개발 과정에서 설계 목적(발전, 열 이용, 핵변환용 중성자원 확보 등)에 따라 장치 규모와 주요 구성품 구조를 하나의 프로세스 안에서 함께 도출하는 방법론을 담고 있다. 기존에는 핵융합로 설계 시 성능·구조·경제성을 별도로 검토하거나 반복적인 시행착오를 거치는 경우가 많았는데, 이 방법을 적용하면 설계 초기 단계에서 주요 변수를 통합적으로 평가할 수 있다.

K-Systems 프로그램: 설계 플랫폼 통합화

특허 기술이 구현된 K-Systems 프로그램은 핵융합로의 최적 제원과 건설 비용 산출 기능을 제공하며, 성능·경제성·구조 분석을 단일 플랫폼에서 수행해 설계 의사결정을 지원한다. 특히 핵융합 연료인 삼중수소를 노내에서 자체 생산하는 삼중수소 증식블랑켓에 대해 다양한 설계 개념의 타당성을 사전 검증할 수 있는 기능이 포함돼 있다. K-Systems는 발전용 핵융합로 외에도 차세대 핵융합 시스템 전반의 설계 검토와 경제성 평가에 활용 가능하며, 혁신형 핵융합로를 개발하는 민간 기업의 기술사업화 지원 플랫폼으로도 활용될 수 있다.

국내 핵융합 정책 배경

정부는 2024년 핵융합에너지 실현 가속화 전략을 발표한 데 이어 2025년에는 2030년대 핵융합 전력 생산 실증을 목표로 하는 핵융합 핵심기술개발 로드맵을 수립했다. 세계적으로도 민간 기업과 스타트업의 핵융합 투자가 확대되는 흐름 속에서, 설계 기술과 관련 지식재산권 확보는 국가 경쟁력과 미래 산업 생태계에 직결된 요소로 평가된다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 개인기초연구사업과 핵융합선도기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

기대 효과와 한계

통합 설계 플랫폼은 개발 초기 단계에서 리스크를 낮추고 반복 설계 비용을 줄이는 데 유효할 것으로 기대된다. 다만 K-Systems의 실제 산업 적용 성과는 아직 검증 전 단계이며, 삼중수소 증식블랑켓 등 핵심 부품의 실증 데이터가 충분히 확보돼야 설계 예측의 신뢰도가 높아질 것이라는 점은 고려해야 한다. 홍봉근 교수는 산업계와의 협력을 통한 기술이전·사업화를 추진할 계획임을 밝혔다.