최근 한국형 인공태양으로 불리는 초전도핵융합연구장치 ‘케이스타(KSTAR)’가 태양 중심 온도의 7배에 달하는 1억도의 초고온 상태를 만드는 데 성공했다는 연구 성과가 발표되며 많은 주목을 받았다. KSTAR 연구를 이끌고 있는 책임자로서 핵융합 연구에 보다 많은 이들이 관심을 갖는 기회가 됐다는 점에서 기쁘고 한편으로는 어깨가 더 무거워졌다.
핵융합 연구는 태양에너지의 원리인 핵융합 반응을 지구에서 만들어 궁극적으로 대용량의 전기를 생산할 수 있는 발전소 건설을 위한 기술을 확보하는 것이 목표다. 핵융합은 태양과 유사하게 수소의 동위원소들만으로 거의 무한한 에너지를 생산할 수 있다. 이 때문에 인류의 미래를 책임질 수 있는 꿈의 에너지로 불린다. 다만 핵융합 발전의 구현에는 여전히 풀어야 할 난제들이 남아 있어 상용화까지 많은 시간과 지속적인 투자가 요구되는 어려움이 존재한다.
KSTAR는 이런 핵융합 난제의 해결을 목표로 지난 2008년부터 가동됐다. 지난 10년의 운영기간 동안 핵융합 상용화에 필요한 여러 핵심기술을 확보하고 있다. 사실 이번에 1억도의 초고온을 달성한 것은 핵융합 반응이 효과적으로 일어나는 최소 운전조건을 달성한 것으로 핵융합 연구개발을 위한 여러 필수조건 중 하나를 확보했다는 면에서 결과가 아닌 시작에 가깝다.
KSTAR는 이번 성과를 기반으로 핵융합 상용화라는 목적지까지 다른 이들이 만든 길을 뒤따르는 것에서 나아가 초고온 플라즈마의 장시간 운전기술을 확보한다는 새 목표를 내걸었다. 올해는 초고온 플라즈마의 지속시간을 확장해 세계 최고 및 최장 수준인 1억도 이온온도의 10초 이상 운전을 달성한다는 목표로 연구를 진행하고 있다. 이는 오는 2025년 완공될 국제핵융합실험로(ITER)의 기본 운전 모드로 적용될 수 있을 것으로 예상한다.
핵융합 같은 장기 과학기술 프로젝트는 상용화 단계 이전의 연구 성과가 당장 국민의 삶에 영향을 주지 않는다. 이 때문에 다른 프로젝트에 비해 상대적으로 주목도가 높지 않은 것이 현실이다. 하지만 인류 에너지 문제의 궁극적 해결이라는 원대한 도전을 위해 보이지 않는 곳에서 노력하는 한국 연구진에 대한 격려와 국가 차원의 지속적인 지원을 기대해본다.
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