‘땅위의 에너지, 한국의 태양’으로 불리는 초전도핵융합연구장치(KSTAR)가 본격 가동됐다.
이로써 한국은 교육과학기술부는 지난 9일 KSTAR의 본격가동 기념식을 대전 대덕특구 내 국가핵융합연구소에서 개최했다. 이에 따라 KSTAR는 2년여 진행된 시험 가동을 마치고 국내외 과학자들이 제안한 45개 실험 과제를 수행하기 시작하게 됐다.
한국이 핵융합장치 제작에 나선 지 14년 만에 핵융합 녹색에너지 시대의 첫발을 내딛게 된 것이다.
KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)는 국제핵융합실험로인 ITER와 동일한 초전도 재료로 제작된 한국의 핵융합연구장치다. KSTAR는 1995년부터 2007년까지 약 12년간 주장치 건설, 2008년 최초 플라스마 발생에 성공해 장치의 성능을 입증했다.
핵융합 장치의 원리는 태양에너지를 생각하면 쉽게 이해할 수 있다.
섭씨 1억도 이상의 초고온 플라스마 상태인 태양과 같이 스스로 빛을 내는 항성들은 수소와 같은 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합 반응을 일으킨다.
이 융합 과정에서 나타나는 질량 감소가 엄청난 양의 에너지로 방출되는데 이를 ‘핵융합에너지’라고 한다.
KSTAR도 태양처럼 초고온 플라스마를 진공용기 속에 넣고 자기장을 이용해 핵융합 반응을 일으킨다. KSTAR가 ‘인공태양’으로 불리는 이유도 여기에 있다.
이런 원리와 반대되는 것이 아인슈타인의 특수상대성 이론인 ‘E=mc²’를 바탕으로 한 핵분열 반응을 이용한 원자력 발전이다.
이번에 KSTAR가 ‘본격가동’에 돌입했다는 것은 건설된 핵융합장치가 성능검증을 종합적으로 마치고 2025년까지 플라스마 운영을 통한 핵융합에너지 연구를 시작한다는 의미이다.
이제 초고온 플라스마 유지시간을 늘리는 것이 관건이다. 현재 KSTAR 유지시간은 2초에 불과하다. 교과부는 2025년까지 플라스마 유지시간을 300초까지 늘리고 2036년 6월까지 상용화할 계획이라고 밝혔다.
이를 위해 연구소 측은 한국과 미국, 유럽연합(EU) 등 7개국이 참여한 국제핵융합실험로(ITER)사업단과 미국 프린스턴고등연구원, 미국 오크리지국립연구소 등 해외 유명 연구기관과의 협력도 확대할 예정이다.
