핵융합 석학들 "KSTAR 핵융합에너지 상용화연구 획기적 장치" 호평

지난해 48초라는 세계 최장 H-mode(토카막형 핵융합장치의 운전에 있어 특정 조건하에서 플라즈마 밀폐성능이 약 2배로 증가하는 현상) 운전에 달성한 'KSTAR'./사진제공=국가핵융합연구소

세계 핵융합 전문가들이 최근 열린 제7차 KSTAR(한국형핵융합연구로) 국제자문위원회의에서 'KSTAR'에 대해 "다른 핵융합장치에서는 수행 불가능한 혁신적 물리 연구를 수행할 수 있는 장치"라며 호평을 내놓았다.


또 "핵융합에너지 상용화 연구에 있어 획기적인 공헌을 할 것"이라는 전망도 제시했다.

대전시 유성구에 위치한 국가핵융합연구소에 건설된 'KSTAR'는 2007년 우리나라가 독자개발에 성공했다. 직경과 높이 10m로 건설비용과 시설사업비 등을 합쳐 4000여 억 원이 투입됐다.

지난 2008년 플라즈마 발생에 성공하면서 우리나라는 세계 최고 성능의 핵융합로 장치 보유국이 됐다.

전 세계적으로 미래 생존을 위한 '에너지 전쟁'이 갈수록 치열해 지고 있는 가운데 최적의 대체에너지로 주목 받는 것이 핵융합이다.


수소와 헬륨의 핵융합 반응으로 엄청난 열과 빛의 에너지를 내는 태양의 원리와 같다.

핵융합에너지를 얻기 위해서는 지구상에 존재하지 않는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 만들어야 하고 이 플라즈마를 가두는 그릇 역할의 핵융합 장치(토카막)와 연료인 중수소·삼중수소가 필요하다.

핵융합장치는 이 같은 초고온의 플라즈마를 진공용기 속에 넣고 자기장을 이용해 플라즈마가 벽에 닿지 않게 가두어 핵융합반응이 일어나도록 하는 것이 핵심기술이다.

핵분열을 하는 원자력발전소가 우라늄을 원료로 써야 한다면 핵융합은 바닷물에서 중수소 등을 무한대로 뽑아 쓸 수 있다.

최근 열린 '제7차 KSTAR(한국형핵융합연구로) 국제자문위원회의'에 참석한 국내외 핵융합 연구 전문가들./사진제공=국가핵융합연구소

중수소는 바닷물 1리터에서 10원의 비용으로 0.03g을 얻을 수 있다. 중수소 1g은 석유 8t과 맞먹는 에너지를 낸다.

에너지 수입의존도가 높은 우리나라로서는 반드시 성공해야할 만한 이유다.

우리나라가 개발한 KSTAR는 차세대 융합로로 일반 전자석으로 제작된 기존 선진국들의 구형 핵융합로와는 달리 초전도체를 이용해 효율이 월등하다.

지난해에는 48초라는 세계 최장 H-mode(토카막형 핵융합장치의 운전에 있어 특정 조건하에서 플라즈마 밀폐성능이 약 2배로 증가하는 현상) 운전에 달성했다.

이를 통해 한국·미국·유럽·일본·러시아·중국·인도가 합동으로 개발을 추진 중인 ITER(국제핵융합실험 장치) 건설에 핵심적인 역할을 수행 중이다.

이런 성과들을 거두면서 이번 자문위원회에 참석한 국내외 핵융합 석학들은 보고서를 통해 "지난해 KSTAR가 고성능 플라즈마 운전(H-모드)을 40초 이상 확대하고 플라즈마 전류 1MA 달성한 것은 핵융합 분야에서 과학·기술적으로 주목할 만한 성과"라고 평가했다.

또 "KSTAR의 특장점인 매우 높은 자기장 정밀도를 이용하면 앞으로 핵융합 상용화에 필수적인 플라즈마 안전성 연구 등에 있어 타 장치에서 수행 불가능한 물리연구 수행도 가능할 것"이라고 전망했다.

이와 관련 김기만 국가핵융합연구소장은 "최근 미국 MIT에서도 미국 정부의 기초과학연구 분야 투자를 촉구하는 내용을 담은 보고서에서 KSTAR를 세계에서 가장 발전된 초전도 핵융합장치로 언급하며 미국 정부와 산업계가 한국을 본받아야할 분야 중 하나로 꼽은 바 있다" 며 "상용화를 위한 세계 핵융합 연구의 주도적 역할을 수행할 수 있도록 더욱 노력할 것"이라고 말했다.