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인공태양 ‘1억도’로 20초…세계 최장기록 세웠다

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핵융합에너지연, 국산 연구장치로

“2025년까지 5분으로 늘릴 계획”

[경향신문]



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한국의 인공태양 ‘케이스타’ 대전 한국핵융합에너지연구원에 설치된 한국의 인공태양이라 불리는 ‘케이스타(KSTAR)’. 케이스타는 태양과 같은 핵융합 반응을 일으켜 에너지를 생산하는 초전도 핵융합 연구장치다. 핵융합에너지연구원 제공

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국내 연구진이 핵융합 기술 실용화를 위해 반드시 필요한 온도인 ‘1억도’를 세계에서 가장 긴 20초간 유지하는 데 성공했다. 차세대 미래 에너지로 각광받는 핵융합 기술에서 한국이 한발 앞서게 됐다.

한국핵융합에너지연구원은 24일 국산 핵융합 연구장치인 ‘케이스타(KSTAR)’로 1억도의 초고온 플라즈마를 20초간 유지해 세계 최장 기록을 세웠다고 밝혔다. 플라즈마는 고체, 액체, 기체가 아닌 제4의 물질 상태다. 초고온의 플라즈마가 있어야만 핵융합이 가능하다.

핵융합은 태양이 빛과 열을 내는 원리다. 지구에서 실현하려면 자연에는 존재하지 않는 1억도를 인공적으로 만들어 일정 시간 유지해야 한다. 유럽과 일본 등의 연구진은 1억도 유지 시간을 10초 이상 늘리지 못했지만, 이번에 한국 연구진이 이를 훌쩍 넘는 20초를 달성했다. 연구진은 초고온 플라즈마를 일정한 공간에 가두는 일종의 에너지 장벽을 만들어 온도 유지 시간을 늘렸다고 밝혔다.

세계가 핵융합 연구에 집중하는 이유는 에너지량이 엄청나서다. 핵융합 발전을 위한 100㎏의 중수소와 3t의 리튬으로 300만t의 석탄과 맞먹는 에너지를 낼 수 있다. 원자력 발전과 비교해도 에너지 효율이 7배나 높다. 게다가 핵융합로에선 비교적 안전 관리가 용이한 중저준위 폐기물만 발생한다. 강한 방사능 때문에 수만년 이상 깊은 지하에 보관해야 하는 고준위 폐기물 걱정을 안 해도 된다. 연구진은 1억도 플라즈마 유지 시간을 오는 2025년까지 5분으로 늘려 기술의 완성도를 끌어올릴 계획이다.

유석재 핵융합에너지연구원장은 “목표가 달성되면 365일 지속적인 운전이 가능하다는 의미”라고 말했다. 세계 과학계에선 한국과 미국, 유럽, 러시아 등이 참여해 프랑스에 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER)가 완공돼 2025년부터 기술 검증이 시작되면 2050년대 이후 핵융합 상용화 시대가 열릴 것으로 기대하고 있다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com

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