韓인공태양 1억도 불꽃…핵융합에너지 상용화 문 두드리다

<br>윤시우 국가핵융합연구소KSTAR(토카막형 초전도핵융합연구장치) 연구센터장이 21일 서울 중구 동대문디자인플라자(DDP)에서 국회수소경제포럼 주최, 머니투데이·국가기술표준원·수소융합얼라이언스추진단 공동 주관으로 열린 '2019 대한민국 수소엑스포' 세션4 '수소에너지 및 연료전지 기술개발 동향'에서 '꿈의 에너지 핵융합 기술의 현재와 비전'에 대해 발표하고 있다./사진=김창현 기자

"‘인공태양’이 화려한 불꽃을 피웠다. 상용화에 한 걸음 더 다가섰다.”


윤시우 국가핵융합연구소 KSTAR(토카막형 초전도핵융합연구장치) 연구센터장은 '2019 대한민국 수소엑스포' 셋째날인 21일 서울 동대문디자인플라자(DDP)에서 열린 국제콘퍼런스에서 “지난 10년 장시간 고성능 플라스마 운전 기록을 해마다 경신하며 플라즈마 이온 온도 1억도를 돌파했다”며 이 같이 말했다. 윤 센터장은 ‘핵융합에너지 개발 현재와 미래’를 주제로 강단에 올랐다.

태양 중심 온도는 약 1500만도이다. 핵융합연구소 연구진은 올해초 이보다 7배나 더 뜨거운 초고온 플라즈마 운전을 실현하는데 성공했다. 핵융합 에너지를 생산할 가장 핵심적인 운전조건을 갖췄다는 얘기다.

KSTAR는 태양에너지의 원리인 핵융합 반응이 일어나는 초고온 플라즈마를 만들고 유지하는 실험을 수행하는 장치다. 1995년부터 2007년까지 12년에 걸쳐 국내 기술진이 개발했으며, 2008년 최초 플라즈마 발생에 성공했다. 이후 10년간의 연구 결실이 ‘1억℃’라는 온도 달성으로 나온 것이다. 초전도 토카막 핵융합 장치로서는 세계 첫 기록이다.

윤 센터장은 "수소 핵융합 반응으로 엄청난 에너지를 만드는 핵융합에너지 개발은 인류의 미래를 위해 반드시 이뤄야 할 숙제”라며 “세계는 지금 미래 에너지 패러다임의 변화를 가져 올 핵융합에너지 상용화를 위해 협력과 경쟁을 이어가고 있다”고 말했다.


이어 “수소 동위원소를 연료로 하는 핵융합에너지는 연료가 풍부하고, 고준위 방사성 폐기물의 발생이나 심각한 사고의 위험이 없어 안전한 에너지”라고 덧붙였다.

또 “꿈의 에너지라 불리는 만큼 장점이 많은 에너지원이지만 아직 상용화를 위해 넘어야 할 많은 난제들이 있다”고 부연했다.

윤 센터장은 “KSTAR 연구진들은 핵융합 상용화를 위한 핵심 과제인 고성능 플라즈마 운전에 있어 최장 90초까지 연속 운전하는데 성공했으며, 세계 최초로 플라즈마 불안정성을 완벽하게 억제하는 등 세계 핵융합 연구를 선도하고 있다”고 설명했다.

아울러 “KSTAR는 지난해 8월말부터 12월까지 수행한 플라즈마 실험에서 처음으로 1억도 초고온 플라즈마를 달성하게 되면서 올해부터 본격적인 초고온 플라즈마 운전 실험을 수행할 예정”이라며 “올해 추가로 도입되는 NBI-2 가열장치를 활용해 1억도 이상 초고온 플라즈마를 세계 최초로 10초 이상 안정적으로 유지하겠다”고 밝혔다.

윤 센터장이 제시한 연구 목표를 달성하면 국제 공동으로 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER)의 운영단계에서 고성능 플라즈마 실험을 한국 과학자들이 주도할 가능성이 높아진다.

<br>윤시우 국가핵융합연구소KSTAR(토카막형 초전도핵융합연구장치) 연구센터장이 21일 서울 중구 동대문디자인플라자(DDP)에서 국회수소경제포럼 주최, 머니투데이·국가기술표준원·수소융합얼라이언스추진단 공동 주관으로 열린 '2019 대한민국 수소엑스포' 세션4 '수소에너지 및 연료전지 기술개발 동향'에서 '꿈의 에너지 핵융합 기술의 현재와 비전'에 대해 발표하고 있다./사진=김창현 기자

ITER는 KSTAR와 같은 원리로 개발된 핵융합 발전장치로 첫 실험 가동은 오는 2025년 이뤄질 예정이다. 우리나라와 EU(유럽연합), 일본, 러시아, 미국, 중국, 인도 등 7개국 850여명의 과학자들이 참여하고 있다.

윤 센터장은 “KSTAR 연구진은 핵융합발전소 운전온도인 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 300초간 유지하는 궁극적이고 도전적인 연구 목표를 향해 나아갈 것”이라며 “진보적이고 안정적인 고성능 플라즈마 운전 시나리오를 확보해 에너지 독립국의 꿈을 현실로 이뤄내겠다”고 강조했다.