[글로벌-Biz 24] '꿈의 에너지' 핵융합 발전 한-중 경쟁 치열

지난해 11월 중국과학원 플라스마 물리연구소가 자체 핵융합 실험로 이스트(EAST)를 이용해 섭씨 1억도의 초고온에 이르는 데 성공했다고 발표하면서 세계 과학계의 이목을 집중시켰다.

이전까지 가장 높은 온도는 한국 연구진이 구현한 7000만도였다.
연구소측은 핵융합로 가동을 위한 여러 물리학적 조건을 충족하는 데 근접했고 인류의 청정 핵에너지 개발에 중요한 기술적 토대를 마련했다고 자평했다.

핵융합 발전은 수소를 1억도 이상의 초고온플라스마(원자핵과 전자가 분리된 상태)를 만들어 핵융합을 일으키고 여기에서 나온 막대한 에너지로 물을 데우고 터빈을 돌려 전기를 만드는 발전 방식이다.

태양이 타오르는 원리와 같아 핵융합로를 '인공태양'이라고 부르기도 한다. 하지만 태양보다 중력이 훨씬 적은 지구에서 핵융합 반응이 일어나려면 태양 중심 온도(1500만도)의 7배인 섭씨 1억도 이상의 고온, 고밀도 플라스마를 장시간 유지해야 한다.

핵융합발전은 바닷물에서 얻을 수 있는 중수소와 삼중수소를 발전 원료로 쓰고 핵분열 방식인 원자력 발전과는 달리 방사선도 거의 발생하지 않아 '꿈의 에너지'로 불린다.

한국의 국가핵융합연구소도 지난 2월 핵융합 실험장치인 KSTAR를 이용해 섭씨 1억도의 초고온 달성에 성공했다.

초전도 토카막으로 중심 이온 온도 1억도 이상의 초고온 고성능 플라스마를 1.5초간 유지하는 데 성공했다고 밝혔다.
또 중국의 이스트가 달성한 1억도는 핵융합의 비핵심 요소인 전자 온도라며 KSTAR의 성과가 한 수위임을 내비치는 신경전을 벌였다.

초전도 토카막은 자기장으로 플라스마를 가두는 도넛 모양의 최신 핵융합 장치다.

현재 한국ㆍ미국ㆍ중국ㆍ일본ㆍ유럽연합ㆍ러시아ㆍ인도 등 7개국이 프랑스 남부에 공동 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER)와 중국 이스트 등이 초전도 토카막을 이용하고 있다.

KSTAR는 올해 하반기 또 다른 목표 달성에 나선다.

국가핵융합연구소에 따르면 KSTAR는 플라스마 실험을 위한 장치 유지보수 작업을 마치는 8월부터 재가동 된다. 이번엔 세계 최초로 1억도 초고온 플라스마 10초 이상 운전을 목표로10~12월 플라스마 발생 실험을 수행할 예정이다.

이처럼 핵융합 발전을 놓고 한-중을 중심으로 국가간 경쟁이 치열한 가운데 홍콩 사우스차이나모닝포스트는 중국이 2035년 핵융합 발전소를 짓는다는 목표를 세웠다고 보도했다. 또 상하이ㆍ허페이ㆍ청두 등 대도시들이 발전소 유치를 위해 열띤 경쟁을 벌이고 있다고 전했다.

전문가들은 아직 어느 나라도 주도권을 쥐지 못한 핵융합 에너지 분야에서 한국이 경쟁력을 먼저 갖출 경우 새롭고도 강력한 성장동력을 얻게 될 것으로 내다봤다.


김환용 글로벌이코노믹 편집위원 khy0311@g-enews.com