과학자들이 태양을 본떠 ‘인공태양’을 만드는 작업에 착수했다.
높은 온도와 압력에서 중수소와 삼중수소 원자핵이 융합하여 헬륨이 되는 과정에서 발생한 질량 손실이 에너지로 방출되는 원리다. 중수소 200g과 삼중수소 300g만 있으면, 고리 원전 1호기의 2배 용량인 100만kW급 발전할 수 있다. 핵융합은 자원이 무한하며, 온실가스가 전혀 발생하지 않고 폭발 등의 위험이 없는 청정하고 안전한 에너지원으로 주목받고 있다.
핵융합 발전을 상용화하기 위해 우리나라는 한국형 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)를 건설했으며, 선진 6개국과 함께 국제열핵융합실험로(ITER) 건설 사업에 본격적으로 참여하고 있다. KSTAR와 ITER에서 핵융합하기 위해 토카막이라는 장치를 사용한다. 토카막은 도넛 모양의 빈 통에 코일을 감아서 발생하는 자기장으로 플라스마를 가두는 장치다. 토카막 속에서 엄청난 온도의 플라스마가 만들어지고 핵융합이 이뤄진다. 핵융합이 일어나기 위해서는 섭씨 1억도 이상의 고성능 플라스마를 안정적으로 유지해야 한다.
미래창조과학부가 지난 21일 향 후 5년간 정부의 핵융합에너지 연구개발 추진 방향을 담은 ‘제3차 핵융합에너지개발 진흥기본계획’을 확정했다고 24일 밝혔다.
미래부는 이를 위해 KSTAR 후속으로 2030년 건설될 한국형 핵융합 전력 생산 실증로(DEMO)의 핵심기술 개발을 가속화 할 계획이다. 이를 위해 ‘KSTAR’에 중성입자 빔 가열장치를 2019년까지 증설해 플라스마 온도를 현재의 배인 1억 도까지 높이고, 현재 70초인 고성능 플라스마 운전 지속 시간 기록을 100초 이상으로 늘려 세계 최장 수준을 유지한다는 목표를 세웠다.
아울러 2019년 완공을 목표로 프랑스 남부에 건설 중인 국제열핵융합실험로(ITER) 사업에서 한국이 맡은 부분을 수행해 핵심기술을 선점하고 다른 분야 기술도 확보키로 했다. 정부는 이를 통해 한국의 ITER 사업 해외 수주 규모를 2016년 5,379억 원에서 2021년 8,000억 원 수준으로 늘려서 핵융합 산업 생태계를 활성화하겠다는 목표를 세웠다. 또 2018년 완공을 목표로 플라스마 관련 중소기업 지원을 위한 ‘플라스마 복합기술연구동’을 건설키로 했다.
ITER 이사회 한국 수석대표인 홍남기 미래부 1차관은 “핵융합에너지 발전이 실현된다면 인류의 에너지 패러다임이 확 바뀔 것”이라며 “지금까지는 천연자원을 보유한 국가가 에너지 강국이었으나, 앞으로는 핵융합 에너지 기술을 보유한 국가가 에너지 강국이 될 것”이라고 말했다. /문병도기자 do@sedaily.com
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