인공태양, 핵융합기술 - 미래 에너지의 창조

무한한 에너지의 창조와 미래사회 변화

우리가 살아가는 데 필요한 모든 에너지는 결국 태양에서 비롯됩니다. 태양의 에너지는 핵융합을 통해 생산되며, 이 원리를 지구상에서 구현하여 전기를 생산하는 것이 바로 ‘인공태양’입니다. 이를 구현하기 위한 핵융합 기술은 무한한 에너지원의 가능성을 제시하며, 안전하고 깨끗한 에너지를 제공합니다.

한국은 이 핵융합 기술의 개발에 세계적으로 앞장서고 있습니다. 국제 핵융합 실험로(ITER) 프로젝트에 참여하고 있으며, 국내에서는 KSTAR(초전도핵융합연구장치)라는 핵융합 실험로를 통해 국제적인 성과를 내고 있습니다. 특히, K-STAR는 1억 도 이상의 초고온 플라즈마를 30초 동안 유지하는 세계 최초의 성과를 이루었습니다. 이러한 성과는 한국의 핵융합 연구 기술이 세계 최고 수준에 속하게 되었음을 보여줍니다.

KSTAR-KFE-한국핵융합에너지연구소 — KSTAR-KFE(한국핵융합에너지연구소)

한국은 핵융합 기술 개발에 세계적으로 앞장

우리나라는 이 기술의 개발에 앞장서고 있습니다. 국제 열핵융합 실험로(ITER) 프로젝트에 참여하여, 세계 여러 나라와 함께 핵융합 기술의 상업화를 목표로 하고 있습니다. 더불어, 우리나라는 국내에서도 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)라는 핵융합 실험로를 운영하며 세계적인 연구 성과를 내고 있습니다. KSTAR는 2021년에 30초 동안 1억 도 이상의 초고온 플라즈마를 유지하는 세계 최초의 성과를 이루었습니다.
한국이 세계 기록을 경신했던 핵융합 실험은 1억 도의 플라즈마를 오랫동안 유지하는 것이었습니다. 이를 달성하기 위해선 두 가지 중요한 기술이 필요합니다.

첫 번째는 플라즈마를 잘 가열하는 것입니다.

두 번째는 에너지가 도망가지 않도록 플라즈마를 잘 가둬두는 것입니다. 이때 자기장을 이용하여 플라즈마를 가둬두는데, 자기장의 구조에 따라 플라즈마를 가둬두는 효율이 크게 달라집니다.

많은 연구를 통해 이런 기술을 개발하였고, 그 결과 1억 도의 플라즈마를 오래 유지할 수 있었습니다. 그러나 다른 나라에서는 이런 기술을 가지고 있어도, 핵융합로 자체를 수초 이상 운전하는 것이 어려웠습니다.

그런데 KSTAR는 초전도 방식으로 이루어진 토카막이기 때문에, 계속 유지하여 30초까지 달성할 수 있었습니다. 이는 현재 세계 기록으로 남아있는 성과입니다. 이런 이유로 한국의 핵융합 연구 기술은 세계 최고 수준에 속하게 되었습니다.
한국의 핵융합 기술은 일부 분야에서는 이미 세계 최고 수준에 도달했습니다. 1억 도의 플라즈마를 오랫동안 유지하는 기술, 진공 용기를 제작하는 기술, 그리고 초전도 자석을 만드는 기술 등이 그 예입니다.

그러나 핵융합 기술은 여러 다양한 분야의 기술이 필요한 분야로, 이 외의 부분에서는 아직 한국이 세계 선진 기술을 따라가는 단계에 있습니다.

결국, 핵융합 기술은 많은 분야의 기술이 결합된 복합적인 기술이기 때문에, 한국이 전체적으로 세계 최고 수준에 도달하기 위해서는 끊임없는 연구와 노력이 필요합니다.

⚡정부는 2026년까지 실증로 예비개념 설계, 2030년 개념설계, 2035년 까지 공학설계를 진행한다는 계획이다.

또한 인공태양 개발을 위해 여러 나라들이 뭉쳐서 연구를 진행하고 있습니다. 이에 참여하고 있는 나라들은 미국, 러시아, 일본, 중국, 인도, 유럽 연합(29개 국가 포함), 그리고 우리나라 총 7개의 국가 또는 연합체입니다. 유럽 연합을 개별 국가로 세면, 총 35개 국가가 인공태양 개발에 참여하고 있는 것으로 볼 수 있습니다.

이들 국가들은 함께 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)라는 공동 핵융합로를 건설하고 있습니다. 또한 각각의 나라에서도 KSTAR와 같은 중소형 장치들을 갖춘 대학이나 연구 기관에서 활발하게 핵융합 연구를 진행하고 있습니다.

즉, 어느 정도 경제력을 가진 나라라면 대부분 핵융합 연구에 참여하고 있으며, 이를 통해 인공태양 개발을 위한 국제적인 노력이 진행되고 있는 상황입니다.

미래의 핵융합 기술

2050년에는 핵융합을 이용하여 전기를 사용하는 단계에 이를 것으로 예상되며, 이는 에너지 분야의 대혁명을 가져올 것입니다. 핵융합 에너지는 원료 제한이 없으며, 방사성 폐기물 문제가 없고, 대규모 사고 위험도 적으므로, 환경 친화적인 에너지원으로 기후 변화와 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있을 것입니다.

핵융합 기술의 발전은 우리 사회를 크게 바꿀 것입니다. 안정적인 에너지 공급으로 에너지 부족 문제를 해결하고, 환경 문제를 해결하는 동시에 새로운 가능성을 제시하게 될 것입니다.

마지막으로, 핵융합 기술의 발전과 활용은 인류의 에너지 문제 해결의 열쇠입니다. 아직 멀게 느껴질 수 있지만, 꾸준한 노력과 투자를 통해 이를 이룰 수 있는 가능성이 있습니다. 우리나라의 미래는 산유국을 부러워하진 않을 것이며, 오히려 핵융합 에너지로 인공태양을 만드는 새로운 산유국이 될 것입니다. 거기에 핵융합로 기술까지 보유하는 더욱 번영하는 국가로 발전될 것입니다. 이는 우리 모두가 공동으로 노력해야 할 목표이며, 그렇게 함으로써 우리는 더 나은 미래를 만들 수 있을 것입니다.