고성능 플라스마 70초간 유지… 기존 기록인 중국의 60초 추월
한국 연구진이 '꿈의 에너지'로 불리는 핵융합로(核融合爐) 운용 실험에서 세계 최고 수준의 성과를 거뒀다.
국가핵융합연구소는 14일 "대전 국가핵융합연구소에 설치된 핵융합로 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak
Advanced Research·사진)가 올해 고성능 플라스마(plasma)를 70초간 유지하는 데 성공했다"면서 "기존 기록인
중국 연구팀의 60초를 뛰어넘는 세계 최장(最長) 시간 운전 기록"이라고 밝혔다.
/국가핵융합연구소
KSTAR는 지구 상에 무한에 가깝게 존재하는 수소를 원료로 사용하는 핵융합발전 실험 장치이다.
수소를 1억도 이상 고온에서 충돌시키면 중성자가 튀어나오는데, 이 중성자의 에너지를 열로 바꿔 물을 데워 발전기를
돌리는 방식이다.
태양이 빛과 열을 내는 원리와 비슷하기 때문에 '인공(人工) 태양'이라고 불린다.
우라늄이 핵분열할 때 나오는 에너지를 사용하는 원자력발전과 달리 방사성 폐기물이 발생하지 않는 청정 에너지이다.
박현거 국가핵융합연구소 핵융합 플라스마 연구센터장은 "1억도 이상의 고온을 내고 유지하기 위해서는 초고온의
불꽃인 플라스마(원자핵과 전자가 분리된 기체 상태)를 만든 뒤 핵융합로 내부의 전자기장 안에 안정적으로 가둬야 한다"면
서 "미국·유럽·일본·중국 등 전 세계 10개국 이상이 핵융합발전에 도전하는 상황에서 한국이 가장 오래 플라스마를 유지할
수 있다"고 말했다.
김기만 국가핵융합연구소장은 "플라스마는 불안정하게 움직이는 특성이 있는데 소프트웨어로 전자기장을 미세하게
조절해 70초 정도 유지할 수 있으면 그 이상 시간을 늘리는 것은 어렵지 않다"면서 "내년부터는 핵융합로가 고온에서
오래 버틸 수 있는 소재나 안전 장치 연구도 본격적으로 시작할 계획"이라고 말했다.
KSTAR 연구를 통해 얻은 기술은 현재 프랑스 남부 카다라슈에 건설되고 있는 '국제핵융합실험로(ITER)'에 그대로
사용할 수 있다. 높이 30m, 폭 30m 규모인 ITER은 KSTAR보다 27배 크지만 소재와 작동 원리가 같다.
한국·미국·러시아·일본·중국 등이 18조원을 투입해 2025년 처음 가동할 계획이다.
ITER에서 핵융합로의 성능이 입증되면 2040년부터는 전 세계적으로 핵융합로 건설이 본격화될 전망이다.
이경수 ITER 사무차장 겸 최고기술책임자는 "KSTAR 개발과 운용에서 얻어진 각종 기술이 이미 ITER 건설에 활용되고
있다"면서 "핵융합발전소가 상용화되면 현대중공업·다원시스·한전기술 등 KSTAR와 ITER 건설에 참여한 한국
기업들도 큰 이익을 얻을 수 있을 것"이라고 말했다.