| KSTAR는 다음달 공사를 마무리하고 본격적인 핵융합 실험과 연구에 들어간다. ＜매경DB＞ |
일명 인공태양으로 불리는 한국초전도핵융합연구장치(KSTAR) 완공식이 다음달로 다가왔다. 인류에게 새로운 에너지원이 될 핵융합 발전기술 레이스에서 후발 주자였던 한국이 우승후보로 당당히 이름을 올리는 순간이다.
다음달 14일 대덕연구단지 내 핵융합연구센터에서 열릴 KSTAR 완공식을 앞두고 11년 9개월간의 대역사가 진행된 현장을 직접 찾았다.
KSTAR의 주요 장치가 위치한 특수 실험동에 들어서는 순간, 벽면 위쪽에 걸린 대형 태극기가 눈에 들어왔다. 그 아래에는 높이 9ｍ, 지름 9ｍ 크기의 KSTAR 주장치가 눈을 반짝이면서 기자를 내려다보고 있었다.
우주선 같이 생긴 KSTAR의 주 장치는 씩 웃으면서 말을 걸어왔다. "저 물건입니다. 대단한 놈이라고요. 첫눈에 봐도 뭔가 틀리죠?"
◆ 3000억원 KSTAR 왜 지었나
= 1995년 이후 지금까지 무려 3090억원이 투입된 KSTAR는 정말 뭔가 다른 실험장치다. 기존의 핵융합 선진국들도 눈을 크게 뜨고 다음달 완공식을 주목하는 이유다.
KSTAR는 이름 그대로 핵융합을 실험하고 연구하는 장치다. 하지만 기술ㆍ기능ㆍ설계적 측면을 고려할 때 지구상에 현존하는 장치 중 최고 수준의 플라스마를 만들어 낼 것이라는 데 국제적으로 이견이 없다.
실제로 한국 외에 미국 일본 EU 중국 러시아 인도가 함께 추진하는 국제핵융합실험로(ITER)는 KSTAR를 모델로 건설 중이다. 이 때문에 한국은 ITER의 핵심설비와 부품을 공급하게 된다.
2015년 완공 예정인 ITER 크기는 KSTAR의 25배에 달할 정도로 어마어마하다. 총건설비 역시 10조원에 육박하고 한국의 분담금도 8000억원을 넘는다.
그러면 한국은 왜 조단위의 예산을 배정해 핵융합 연구에 나서는 걸까?
신 소장 말처럼 핵융합발전은 여러 가지 장점을 갖고 있는 에너지원이다. 핵융합 원료는 우리나라 월성 원전에서 나오는 삼중수소를 사용하기 때문에 가격 부담이 없고 발전 뒤 나오는 폐기물도 중저준위 수준이다. 또 핵융합 연료는 3~5초 가동 분량만 계속 제공되기 때문에 원자력발전과 달리 폭발 위험성이 없다.
◆ KSTAR 완공은 마라톤 시작
= 그러나 가야 할 길은 아직도 멀다. 핵융합발전까지 가는 데는 극복해야 할 기술적 난제가 수없이 많기 때문이다. 만족할 만한 전력 생산이 가능하려면 토카막 안의 플라스마가 수억 도의 초고온에서 안정적으로 고밀도 상태를 지속해야 하는데 아직 이를 실현할 수 있는 수준의 장치와 기술은 없다. 전문가들도 핵융합발전소를 통해 실제 전력과 에너지를 생산하려면 수십 년이 걸릴 것으로 보고 있다. 결국 KSTAR의 완공은 마라톤 레이스의 출발점과 같은 의미다.
이제는 KSTAR 운영을 통해 플라스마를 만들어 내고 핵융합 반응을 일으켜 이를 발전기술로 심화시키기 위해 42.195㎞에 도전해야 할 때다.
신재인 소장은 "기술적인 어려움과 긴 연구기간 때문에 KSTAR가 '제2의 황우석 사태'를 불러올 대국민 사기극이라는 유언비어도 있다는 것을 알고 있다"며 "그러나 핵융합발전은 가능ㆍ불가능이나 진위를 따지는 기초과학의 단계를 이미 넘어서 엔지니어링의 단계에 들어섰다"면서 핵융합의 미래에 확신을 표시했다.
핵융합연구센터는 내년 중 KSTAR를 통해 첫 번째 플라스마를 만들어내고 2009년에는 초전도 핵융합 반응을 이끌어 낼 예정이다.
■ <용 어> 핵융합 : 수억 도에 달하는 초고온의 플라스마 상태에서 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 원자핵으로 바뀌는 현상이다. 이 과정에서 감소된 질량이 막대한 에너지로 변환된다.
플라스마 : 고체 액체 기체가 아니라 원자핵과 전자가 분리된 제4의 물질 상태. 번개나 오로라, 형광등 네오사인 등 도 플라즈마에 해당된다.
토카막 : 태양처럼 핵융합 반응이 일어나는 환경을 만들기 위해 초고온의 플라즈마를 자기장으로 가둬두는 장치다. KSTAR도 이 장치로 플라즈마의 온도를 3억도까지 올릴 계획이다.
[김은표 기자]
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