<표+사진. 사진은 정과부 화상에>
우리나라가 미래 청정 에너지원인 ‘핵융합’ 개발을 연구할 수 있는 세계 최고 수준의 차세대 초전도핵융합연구장치(KSTAR)를 보유하게 됐다. ‘에너지 독립국’으로 가는 첫 신호탄을 쏟아 올린 것이다.
과학기술부는 14일 대덕연구단지 내 국가핵융합연구소(NFRI)에서 12년간 3090억원을 들여 개발한 ‘KSTAR’에 대한 완공식을 개최한다고 13일 밝혔다.
오는 2040년 한국형 핵융합 발전소 건설의 초석이 될 KSTAR는 기존 선진국의 핵융합 연구장치와 달리 전체가 고성능 초전도 자석으로 제작된 것이 특징이다. 이는 미국과 EU, 우리나라 등이 참여해 오는 2015년 완공 예정인 국제핵융합실험로(ITER)과 가장 흡사한 선행 모델이어서 국제적인 관심을 받고 있다.
■왜 핵융합인가
핵융합 에너지는 흔히 ‘인공태양’에 비유된다. 스스로 빛을 내며 막대한 에너지를 방출하는 태양과 같은 원리로 생성되기 때문이다. 특히 핵융합은 바닷물에 풍부한 중수소와 흙에서 쉽게 추출할 수 있는 리튬(삼중수소)을 원료로 사용하고 온실가스나 고준위 방사성 폐기물 배출이 없어 미래 청정에너지로 기대를 모으고 있다.
핵융합 발전의 첫단계는 토카막(초전도자석으로 된 핵융합장치)에 중수소와 삼중수소를 주입, 초전도 자석의 전류를 급격하게 변화시켜 플라스마를 만든다. 이때의 온도는 수백만도에 이른다.
핵융합은 또한 지구온난화의 주범으로 꼽히는 이산화탄소도 내뿜지 않는다. 100년내로 한반도가 아열대 기후에 들어선다는 전망이 속속 나오고있는 가운데 환경 문제도 동시에 해결할 수 있는 좋은 대안이다.
현재 유럽과 미국, 일본 등 선진국들이 핵융합 개발에 적극적이다. 핵융합 기술을 선점할 경우 막대한 산업 파급 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 정부는 핵융합에너지가 상용화되면 발전소 건설 등 동북아시아 지역에서만 2조 달러 규모의 시장이 형성될 전망이다. 이 때 우리나라는 축적된 핵융합 기술과 설비 수출로 3000억 달러 규모의 시장을 선전할 것으로 예상된다.
■KSTRA는 무슨 역할을 하나
KSTAR는 앞으로 핵융합에너지 상용화에 필수적인 초고온 고밀도 플라즈마의 장시간 운전기술(3억℃, 300초)을 확보하는 실험을 수행한다. 2040년 한국형 핵융합발전소 건설의 토대를 마련하는 것.
국가핵융합연구소 신재인 소장은 “KSTAR는 초기부터 산·학·연 간의 유기적인 협력체계 하에서 전체 공정이 국내에서 자체 개발돼 관련 기술을 독자적으로 확보했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다. KSTAR엔 현대중공업, 삼성전자 등의 기술력이 들어갔다.
또 국내 연구진이 KSTAR 개발과정에서 확보한 세계 최고 성능의 초전도체 제작기술과 3차원 곡면형상의 진공용기 제작 및 단열차폐기술 등은 ITER 건설에 그대로 적용될 예정이며 2800여억원의 국내 생산유발효과가 기대되고 있다.
연구소는 앞으로 KSTAR를 국내 핵융합 기초연구 및 핵심기술 개발의 중심장치로 운영하고 미국, 일본, EU 등 해외 공동투자를 유치해 국제공동연구장치로 활용, KSTAR의 효율성을 극대화할 계획이다.
정부는 오는 2021년 핵융합에너지기술 5대 강국에 진입하고, 2036년까지 핵융합 발전소 건설능력을 확보해 2040년대에 핵융합 발전소를 완공하는 것이 최종 목표다. /economist@fnnews.com이재원기자
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