[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 핵융합 에너지 실현을 앞당길 수 있는 새로운 물리 원리를 발견했다. 한국연구재단은 서울대학교 나용수 교수와 함택수 교수 연구팀이 핵융합로 내부에 존재하는 고에너지 입자들이 기존에 알려졌던 것처럼 성능을 저해하는 것이 아니라, 오히려 핵융합 성능을 향상시키는 역할을 할 수 있다는 사실을 종합적인 실험 및 시뮬레이션 분석을 통해 규명했다고 5일 밝혔다. 핵융합은 태양과 별이 에너지를 만드는 원리로, 두 개의 가벼운 원자핵이 합쳐져 더 무거운 원자핵이 되면서 막대한 에너지를 방출하는 현상이다. 탄소 배출이 없고, 무한으로 연료 공급이 가능해 차세대 친환경 에너지원으로도 주목받고 있다. 핵융합 에너지를 상용화하려면 수소 이온을 1억 도 이상의 초고온 상태로 오랜 시간 안정적으로 유지하는 기술이 필수적이다. 그러나 플라스마 내 난류가 핵융합 반응을 방해한다고 알려져 있어, 이를 제어하는 기술 개발이 중요한 과제로 남아 있었다. 연구팀은 다양한 토카막 장치에서 수행된 실험 및 시뮬레이션 결과를 바탕으로 고에너지 입자와 플라스마 난류 간의 상호작용을 네 가지 주요 물리 기작으로 분류, 이들 입자가 난류를 억제하는 구체적인 메커니즘을 규명했다. 토카막은 핵융합 발전에서 태양처럼 핵융합 반응이 일어나는 환경을 만들기 위해 초고온의 플라스마를 자기장을 이용해 가두는 도넛형 장치다. 자기장 구조 변화, 이온 밀도 희석에 의한 억제, 난류와의 상호작용, 불안정성 유발 및 상호작용 등 네 가지 물리 기작에 의해 고에너지 입자가 플라스마 난류와 상호작용하며, 이 기작들 뒤에서 고에너지 입자가 전단유동(zonal flow)이라고 불리는 유동을 강화시켜 난류를 억제하는데, 이를 통해 핵융합 성능을 높일 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 나용수 교수는 “본 연구를 통해 핵융합로에서 고에너지 입자를 활용해 출력을 높일 수 있는 새로운 가능성이 열렸다”며, “이 성과는 향후 소형 핵융합로나 실증로 설계에 적용돼 핵융합 상용화에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 설명했다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 핵융합선도기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제적인 권위 학술지 ‘네이처 리뷰스 피직스(Nature Reviews Physics)’ 2025년 4월호에 게재됐다. jiany@fnnews.com 연지안 기자

[파이낸셜뉴스] 현대건설이 미래 에너지원으로 새롭게 주목 받는 핵융합 발전 분야 경쟁력 제고를 위해 기술 및 사업 역량 확보에 선제적으로 나선다. 현대건설과 서울대학교는 지난 14일 서울대 관악캠퍼스에서 '초전도 기반 핵융합로 기술 개발 및 사업 협력'을 위한 업무협약을 체결했다. 이번 협약을 계기로 현대건설과 서울대는 국내외 초전도 기반 핵융합로와 핵융합용 초전도에 대한 △공동 연구 및 기술 개발·이전 △사업 개발 및 참여 △인력지원 및 상호협의체 운영 등에 긴밀히 협력할 계획이다. 현대건설은 대형원전, SMR을 포함한 다양한 플랜트 사업 경험을 바탕으로 핵융합 발전소 건설 및 사업화에 주도적인 역할을 수행한다. 또 서울대는 핵융합과 초전도 분야의 핵심 기술 연구에 박차를 가함으로써 양 기관의 독보적인 역량에 기반한 시너지를 창출해 미래 에너지 혁신을 이끌어나갈 방침이다. 이한우 현대건설 대표는 "대한민국 산학계 대표 기관의 협력이 미래 에너지 전환의 새로운 동력을 견인할 것으로 기대한다"고 말했다. en1302@fnnews.com 장인서 기자

【파이낸셜뉴스 무안=황태종 기자】전남도가 차세대 청정에너지로 주목받는 핵융합 산업 주도권 확보에 나섰다.  15일 전남도에 따르면 전날 나주시청에서 핵융합 기술 및 정책 전문가, 기업, 연구기관 등 산학연 관계자가 참석한 가운데 '전남형 핵융합 산업 생태계 조성을 위한 전문가 회의'를 개최했다.  이날 회의에는 ㈜비츠로네스텍, 한국에너지공대(켄텍), 한국원자력연구원 등 산업계·학계·연구계를 포괄해 국내 핵융합 분야 최고 전문가, 기업 관계자, 유관 기관 대표 등이 참석했다.  이들은 과학기술정보통신부의 '핵융합에너지 실현 가속화 전략'에 발맞춰 지역 주도의 핵융합 기술 개발 방향을 정하고, 실증연구부터 산업화까지 연계된 생태계 조성 방안을 논의했다.  특히 전문가 집단은 전남이 보유한 에너지산업 기반, 나주 혁신도시와 한국에너지공대 중심의 연구 인프라, 국가산단 등 풍부한 인프라를 충분히 활용해 핵융합 실증 기술, 첨단 부품 국산화, 지역 인력 양성 등 구체적 사업화 전략이 필요하다고 입을 모았다.  핵융합 분야 권위자인 김기만 한국에너지공대 교수는 "핵융합 기술 개발만으로는 부족하며, 실증을 통해 시장성과 사업 모델을 검증하고, 지역 주도의 추진 체계를 마련해 산업계가 찾는 지속 가능한 핵융합 생태계로 연결해야 한다"라고 강조했다.  강상구 전남도 에너지산업국장은 "핵융합 산업 육성은 단순한 미래 에너지를 넘어 전남의 산업구조를 고도화하고 글로벌 시장을 선도할 기회"라며 "산학연이 함께 참여하는 공동 추진 체계를 구축하고, 정부와 긴밀히 협력해 핵융합 산업 생태계 기반을 착실히 다지겠다"라고 말했다.  한편 전남도는 인공태양에너지 기술 실현과 연관 산업 선점을 위해 지난 2021년 과기부 '초전도도체 시험설비 구축(498억원)' 사업을 켄텍에 유치했으며, 오는 2028년 준공을 앞두고 있다. 또 2023년 전라남도 인공태양 포럼 등 관련 전문가 포럼과 전남 인공태양 기업 간담회를 개최하는 등 국가 인공태양 에너지산업에 대한 국내외 연구 개발(R&D)과 산학연 협력을 선도하고 있다. hwangtae@fnnews.com 황태종 기자

[파이낸셜뉴스] 과학기술정보통신부는 국제핵융합실험로(ITER) 건설을 위해 우리나라가 담당하는 삼중수소 저장·공급시스템(SDS)을 조달하는 약정을 지난 26일 ITER 기구와 체결했다고 27일 밝혔다. 삼중수소 SDS는 ITER 장치의 연료 주기 시스템을 구성하는 품목이다. 우리나라가 ITER 기구에 조달해야 하는 9개 조달 품목 중 마지막 핵심 품목이다. 2027년까지 최종 설계를 완료하고 2030년까지 제작해 조달할 계획이다. 삼중수소 SDS는 핵융합의 연료인 중수소와 삼중수소를 안전하게 저장하고, 공급하기 위하여 설계된 시스템이다. 안전한 연료 저장과 안정적인 연료 공급을 위한 성능을 구현하기 위해 높은 기술 수준이 요구된다. 이번 조달약정을 통해 한국 주도 하에 ITER 핵심 장치를 최종 설계·제작하는 과정에서 ITER 핵융합 연료주기 시스템 완성을 위한 핵심기술을 확보하게 됐다. 한국은 2003년 ITER 가입 이후 현재까지 ITER 공동개발사업에 주도적으로 참여하면서 한국 기업 등은 약 1조 6000억원 규모의 조달 수주액을 달성했다. 한국은 할당된 초전도 도체, 진공용기, 열차폐체 등 총 9개 핵심 장치 및 부품 개발·제작에 약 8300억원을 국내기업과의 협력을 통해 담당하고 있다. 이를 통해 축적된 국내 산업체 등의 경험을 바탕으로 ITER 기구 및 타 회원국으로부터 기술 경쟁력을 인정받아 약 7700억원의 추가 해외 수주 실적도 달성했다. 과기정통부 관계자는 "ITER 참여 과정에서 획득한 연구자들의 연구개발 성과와 국내 기업들의 제작 역량은 핵융합에너지 확보 경쟁이 격화되는 글로벌 환경에서 핵융합에너지 실현 가속화 주도권을 확보하는데 큰 힘이 될 것"이라고 말했다. mkchang@fnnews.com 장민권 기자

[파이낸셜뉴스] 2세대 고온초전도 선재 생산기업인 서남이 지난달 영국 원자력청(UKAEA) 주관으로 진행하는 핵융합로 개발 사업의 일환인 UKIFS STEP 프로그램 관련 2세대 고온초전도 선재 공급사 선정 입찰에서 소재 공급사로 최종 선정됐다고 27일 밝혔다. 해당 계약은 다음달 중에 이뤄질 예정이며, 체결 이후에 UKIFS는 선정된 공급사들로부터 샘플 평가를 위해 올해 안에 150만 파운드의 선재를 구매할 계획이다. 영국 원자력청 주관으로 이뤄지고 있는 핵융합로(TOKAMAK) 개발 설치 프로젝트는 핵융합로 개념설계, 엔지니어링 설계개발, 핵융합로 건설 및 시운전 등 단계별로 진행된다.  2세대 고온 초전도 선재의 발주 및 수급은 2028~2032년 사이에 이루어질 전망이다. 총 프로젝트에 소요될 양은 4mm 기준 9만KM에 이를 것으로 예상된다. 현재 서남의 생산 CAPA는 연 1000KM 수준이다.  서남 관게자는 “이번 선정은 향후 영국 뿐 아니라 핵융합로 개발 프로젝트를 진행하고 있는 EU, 미국, 일본 등 여러국가들에서도 선재 공급사 선정입찰시 이미 검증을 거친 기업으로서 유리한 위치를 선점할 것으로 기대한다”고 말했다.  sjmary@fnnews.com 서혜진 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 원자력공학과 이지민·윤의성 교수팀은 '인공태양'으로 불리는 핵융합발전을 앞당길 수 있는 시뮬레이션 인공지능(AI) 모델을 개발했다고 17일 밝혔다. 연구진이 개발한 딥러닝 기반의 AI 모델 'FPL-net'은 핵융합로 안의 플라즈마 상태를 기존보다 1000배 빠르게 시뮬레이션 할 수 있으며, 빠른 결과를 얻어냄에도 불구하고 예측 오차가 0.001%에 불과해 높은 정확도를 가졌다. 핵융합 발전, 일명 '인공태양' 기술에서는 발전기 내부를 실제 태양과 같은 고온 플라즈마 상태로 유지해야 한다. 플라즈마는 물질이 음전하를 띤 전자와 양전하를 띤 이온 입자로 분리된 상태로, 이 상태에서 입자 간 충돌을 정확하게 예측하는 것이 안정적인 핵융합 반응을 유지하는 핵심 요소다. 플라즈마 상태는 수학적 모델로 나타내는데 그중 하나가 '포커-플랑크-란다우 방정식(FPL)'이다. 이 방정식'은 양과 음의 전하 입자 간 충돌, 즉 쿨롱 충돌을 예측한다. 원래 이 방정식을 풀기 위해서는 해답을 점진적으로 구해나가는 반복법이 쓰여 계산량이 많고 시간이 오래 걸린다. 연구진이 개발한 AI 모델은 기존에 쓰이는 반복법과 달리 한 번에 방정식의 해를 구할 수 있다. 연구진은 "정확도는 유지하면서도 GPU를 활용한 딥러닝으로 CPU를 사용하던 기존 코드에 비해 계산 시간을 1000배 단축했다"며, "핵융합로 전 영역을 시뮬레이션하는 난류 해석 코드나 플라즈마를 가두는 핵융합로 특수 구조물인 토카막을 컴퓨터의 가상 공간에 구현하는 디지털 트윈 기술의 초석이 될 것"이라고 말했다. 연구진은 "다만 이번 연구는 전자 플라즈마에 한정돼, 응용을 위해서는 불순물이 포함된 다종입자들의 복잡한 플라즈마 환경으로 확장하는 연구가 필요하다"고 덧붙였다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 AI 모델을 국제학술지인 '계산물리학저널(Journal of Computational Physics)'에 발표했다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과 미국간 핵융합을 비롯해 양자기술과 인공지능(AI)까지 과학기술 협력 사업을 확대할 예정이다. 이를 위해 이창윤 과학기술정보통신부 제1차관은 22일 미국 에너지부 제럴딘 리치먼드 과학혁신차관과 화상 면담을 갖고 기초연구 및 전략기술 분야에서 한미 협력 강화방안을 논의했다. 이날 양측은 그동안 제안됐던 협력 아이템을 점검하고 미래 협력 방향을 논의했다. 우선 핵물리 분야 전자이온충돌기(EIC) 프로젝트에서의 향후 협력 방안과 핵융합 협력 강화방안을 논의했다. 특히, 우리측은 핵융합 분야 양자 협력 회의 정례화와 공동연구 범위 확대 등을 제안했다. 또한, 양측은 지난해 4월 발표한 한미 양자정보과학기술 협력 공동성명서 이행 차원에서 한국 연구기관과 미국 양자정보과학(QIS) 연구센터간 교류·협력의 중요성에 대해 공감했으며, 우리측은 이를 위해 양 기관 간 공동 워크샵 개최를 제안했다. 이와함께 이창윤 차관은 에너지부와의 면담에서 우리 출연연구기관과 미국 연구소간 협력들이 진전되고 발전될 수 있도록 에너지부의 관심과 지원을 요청했다. 대표적으로 한국생명공학연구원은 로렌스버클리 국립연구소와 합성생물학 및 바이오파운드리 분야에서 협력하고 있으며, 한국과학기술연구원은 아르곤 국립연구소, 로렌스 리버모어 국립연구소 및 브룩헤이븐 국립연구소 3곳과 차세대 이차전지 분야에서 공동연구를 추진 중이다. 이외에도 양국의 AI 정책 현황에 대해서도 의견을 교환했다. 바이오·나노 등 과학기술 분야에서 연구개발을 위한 AI 활용도가 점차 높아짐에 따라, AI를 활용한 연구 성과 및 효율성을 높이기 위해 양국이 협력할 수 있도록 에너지부가 AI 협력 사업에도 관심을 가져 줄 것을 요청했다. 이 차관은 "글로벌 R&D 활성화를 위해 미 과학기술 관련 정부기관들과 협력관계를 지속 심화해나가고 있다"며 "그 가운데 미 에너지부와 긴밀한 소통을 통해 기초연구와 전략기술 분야에서 협력을 강화하고 출연연과 미국 국립연구소 간 공동연구도 더욱 확대해나가겠다"고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

정부가 지상에 인공태양을 만들어 에너지를 생산하는 '핵융합에너지 실현 가속화 전략'을 마련했다. 특히 민간기업까지 핵융합에너지 상용화에 주도적으로 참여할 역량을 확보해 탈탄소 시대 에너지 안보·주권의 핵심축으로 도약하겠다는 목표다. 이를 위해 핵융합 기술개발과 인프라 구축을 위한 총 1조2000억원 규모의 신규 프로젝트를 기획했다. 이종호 과학기술정보통신부 장관은 22일 한국핵융합에너지연구원에서 '제20차 국가핵융합위원회'를 열고 '핵융합에너지 실현 가속화 전략안'을 심의·의결했다. 이 장관은 "핵융합에너지는 에너지 문제 및 전력수요 증가 문제의 해결책으로, 미래에는 핵융합에너지 기술을 확보한 나라만이 글로벌 에너지 시장을 주도할 수 있다"고 강조했다. 이어 "민·관 협력 중심의 R&D 전환과 핵융합 생태계 강화를 통해 핵융합에너지를 조기에 확보해 에너지 패권 경쟁에서 주도권을 확보하겠다"고 말했다. 이날 핵융합 연구성과 전시회와 공공·민간 핵융합 협력체 결성식도 진행됐다. 결성식에서는 국내 핵융합 기업들이 공공기관과 함께 핵융합 연구시설 부품·장비, 건설사업 참여 등 세계시장 공략을 위한 협력을 추진키로 했다. 과기정통부는 영국의 차세대 핵융합 실험장치 '스텝(STEP)'의 부품은 물론 건설까지 우리 기업이 수주받겠다는 생각이다. 과기정통부는 핵융합에너지 실현을 위한 1조2000억원 규모의 '핵융합 혁신형 기술개발 및 인프라 구축사업' 예비타당성조사도 기획해 추진할 예정이다. 이를 통해 민관 합동으로 핵융합 혁신기술을 개발하고 관련 인프라를 구축한다는 계획이다. 이날 의결한 전략안에는 정부가 기술혁신과 산업화 생태계라는 3가지 기본방향을 중심으로 3대 전략과 9가지 핵심과제가 담겼다. 3대 전략은 민·관 협력을 통한 핵융합 기술혁신, 핵융합에너지 산업화 기반 구축, 핵융합에너지 혁신생태계 조성 등이다. 핵융합 기술혁신을 민간 기업과 공공 연구기관이 협력해 실현한다는게 핵심이다. 이를 위해 '핵융합 엔지니어링 혁신 프로젝트'와 '민관 협력 플러그인 프로그램'를 추진한다. 또 핵융합에너지 산업화 기반을 구축하기 위해 핵융합에너지 실증로 등 대형 연구 인프라 구축 등으로 내수시장을 만들고, 핵융합에너지연구원이 보유한 기술을 사용할 수 있도록 지원한다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 정부가 지상에 인공태양을 만들어 에너지를 생산하는 '핵융합에너지 실현 가속화 전략'을 마련했다. 특히 민간기업까지 핵융합에너지 상용화에 주도적으로 참여할 역량을 확보해 탈탄소 시대 에너지 안보·주권의 핵심축으로 도약하겠다는 목표다. 이를 위해 핵융합 기술개발과 인프라 구축을 위한 총 1조2000억원 규모의 신규 프로젝트를 기획했다. 이종호 과학기술정보통신부 장관은 22일 한국핵융합에너지연구원에서 '제20차 국가핵융합위원회'를 열고 '핵융합에너지 실현 가속화 전략안'을 심의·의결했다. 이 장관은 "핵융합에너지는 에너지 문제 및 전력수요 증가 문제의 해결책으로, 미래에는 핵융합에너지 기술을 확보한 나라만이 글로벌 에너지 시장을 주도할 수 있다"고 강조했다. 이어 "민·관 협력 중심의 R&D 전환과 핵융합 생태계 강화를 통해 핵융합에너지를 조기에 확보해 에너지 패권 경쟁에서 주도권을 확보하겠다"고 말했다. 이날 핵융합 연구성과 전시회와 공공·민간 핵융합 협력체 결성식도 진행됐다. 결성식에서는 국내 핵융합 기업들이 공공기관과 함께 핵융합 연구시설 부품·장비, 건설사업 참여 등 세계시장 공략을 위한 협력을 추진키로 했다. 과기정통부는 영국의 차세대 핵융합 실험장치 '스텝(STEP)'의 부품은 물론 건설까지 우리 기업이 수주받겠다는 생각이다. 과기정통부는 핵융합에너지 실현을 위한 1조2000억원 규모의 '핵융합 혁신형 기술개발 및 인프라 구축사업' 예비타당성조사도 기획해 추진할 예정이다. 이를 통해 민관 합동으로 핵융합 혁신기술을 개발하고 관련 인프라를 구축한다는 계획이다. 이날 의결한 전략안에는 정부가 기술혁신과 산업화 생태계라는 3가지 기본방향을 중심으로 3대 전략과 9가지 핵심과제가 담겼다. 3대 전략은 민·관 협력을 통한 핵융합 기술혁신, 핵융합에너지 산업화 기반 구축, 핵융합에너지 혁신생태계 조성 등이다.  핵융합 기술혁신을 민간 기업과 공공 연구기관이 협력해 실현한다는게 핵심이다. 이를 위해 '핵융합 엔지니어링 혁신 프로젝트'와 '민관 협력 플러그인 프로그램'를 추진한다. 또 핵융합에너지 산업화 기반을 구축하기 위해 핵융합에너지 실증로 등 대형 연구 인프라 구축 등으로 내수시장을 만들고, 핵융합에너지연구원이 보유한 기술을 사용할 수 있도록 지원한다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국핵융합에너지연구원이 국제 핵융합 경쟁력 확보 위한 연구기능을 강화하는 조직 개편을 단행했다. 특히 핵융합 분야에 디지털트윈, AI 등 디지털 기술 융합이 확대됨에 따라 이를 선도하기 위한 전문 조직을 신설하고, KSTAR 장치 운전 역량을 기반으로 핵융합 장치 운전 기술 고도화를 추진할 개별 조직을 구성했다. 5월 31일 핵융합에너지연구원에 따르면, 6월 1일부로 개편되는 조직은 목표 중심의 유연한 조직 구성과 효율적 의사결정이 가능한 수평적 조직 배치, 그리고 외연 확장을 위한 대외 협력 강화에 중점을 뒀다. 핵융합에너지연구원 오영국 원장은 "급변하는 핵융합 정세 속 핵융합 연구 선도를 위한 차별성을 확보하고, 핵융합 기술 주도권을 강화하기 위한 다각적인 협력 기반을 구축하는 것이 핵심과제"라며, "목표 중심의 선진화된 조직 운영을 통해 핵융합에너지 실현이 더욱 가속화 될 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다. 먼저 핵융합 연구조직은 기존 KSTAR연구본부와 핵융합공합연구 본부로 구성된 2본부 체제를 KSTAR연구본부, 토카막운전기술본부, 핵융합공학기술본부, 핵융합디지털연구본부의 4본부 체제로 개편했다. 각 연구본부의 하위 조직은 기존 부 및 팀 단위의 조직을 연구 목적별 그룹으로 재편, 연구 주제 및 목표에 따라 유연한 조직 구성과 인력 활용이 가능하도록 했다. 플라즈마기술연구소는 플라즈마 기술 특성과 목표를 고려하고, 국가적 이슈 대응을 위한 전략기술 개발을 위해 원천기술, 융합기술, 전략기술 분야로 나누어 조직을 재편했다. 또한, 행정부서는 핵융합 연구 지원을 위한 주요 현안에 대한 대응력을 강화하고, 다각적 협력 기반을 구축하는 등 안정적인 기관 운영과 인프라 확장을 위한 조직개편을 추진한다. 특히 민간기업과 상생협력을 통한 핵융합에너지 실증 가속화 및 혁신 기술 확보를 위해 '기업협력실', 국제 협력 다변화 및 확대를 통한 핵융합 기술 도약의 발판 마련을 위해 '국제협력실'을 신설했다. 이와함께 안전한 연구 환경 구현 및 중대재해 예방을 위해 안전보건 기능을 전담하는 '안전보건부'를 신설해 원장 직속으로 배치하고, 해킹 등 사이버 보안 강화를 담당할 '정보화전략부'를 부원장 직속으로 배치했다. 이 외에도 연구의 품질보증 및 조직문화 개선 등 경영 품질 개선을 위해 '품질경영실'을 설치하고, 지속적인 모니터링 및 개선을 통해 연구원의 경쟁력을 강화한다. monarch@fnnews.com 김만기 기자