한국산 '인공태양' 1억도 30초간 유지.."세계 최장 시간"

[경향신문]

한국이 만든 핵융합연구장치인 ‘KSTAR’ 모습. 한국핵융합에너지연구원 제공

한국 연구진이 개발한 핵융합연구장치인 ‘KSTAR’가 1억도의 초고온을 30초간 유지하는 데 성공했다. 지난해 20초에 이어 올해에도 세계 최장시간 기록을 세운 연구진은 핵융합 발전 상용화의 문턱인 300초 연속운전을 2026년까지 달성한다는 계획이다.

한국핵융합에너지연구원 KSTAR 연구본부는 지난 9월 이뤄진 KSTAR 실험에서 핵융합을 하기 위한 핵심 조건인 1억도 초고온 플라즈마를 30초간 유지하는 데 성공했다고 22일 밝혔다. 플라즈마는 기체가 초고온으로 가열돼 생기는 새로운 물질 형태다.

핵융합은 태양이 빛과 열을 내는 원리다. 이 원리를 지구에서 인공적으로 구현해 전기 같은 에너지를 만들려는 게 KSTAR와 핵융합 연구의 목표다. 최근 핵융합 연구는 한국을 비롯해 미국, 유럽연합(EU), 러시아, 중국 등에서 노력을 기울이고 있다. 각국이 이렇게 나서는 이유는 핵융합 발전에 큰 장점이 있기 때문이다. 사실상 무한대인 바닷물에서 뽑아내는 중수소와 리튬을 주원료로 쓰는데다 고준위 방사성 폐기물이 나오지 않는다. 특히 만들 수 있는 에너지량이 매우 큰데, 연료 1g의 힘이 석유 8t과 맞먹는다.

한국 연구진은 KSTAR로 2018년에 1억도를 1.5초 유지한 데 이어 지난해에는 20초, 올해는 30초 유지에 성공했다. 지난해에 이어 올해에도 1억도를 유지하는 시간에서 세계 최장 기록을 세운 것이다.

연구진은 ‘30초 달성’ 성과가 ‘내부수송장벽(ITB)’이라는 기술을 활용한 때문이라고 밝혔다. 융합로 내부에 플라즈마로 장벽을 쌓아 고온을 최대한 유지한 것이다. 연구진은 앞으로 헬륨 같은 불순물을 핵융합로 외부로 배출하는 장치인 텅스턴 재질의 ‘디버터’를 설치할 예정이며, 2026년에는 1억도 초고온을 300초간 유지할 계획이다. 300초는 핵융합 상용화의 기틀을 마련할 수 있는 온도다. 유석재 핵융합에너지연구원장은 “핵융합 핵심 기술을 적기에 확보해 한국이 에너지 강국이 될 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com