[스페셜타임스 정시환 기자] 태양이 빛과 열을 만드는 원리, 핵융합! 에너지 대전환 시대에 미래를 바꾸는 기술로 주목받는 핵융합은 과연 어떤 기술일까? 오는 2월 12일 방송되는 <이슈 PICK 쌤과 함께>는 한국 핵융합에너지연구원 남용운 박사를 초대해 궁극의 에너지, 핵융합에 대해 들아본다.
과학자이자 SF소설 작가이기도 남용운 박사는 영화 속 과학으로 강연의 포문을 열었다. <아이언맨>이 가슴에 달고 있는 ‘아크 원자로’와 <설국열차>의 무한 동력이 바로 핵융합을 영화적 상상력으로 적용한 것이라고 설명했다. 남 박사는 아직은 영화 속 ‘꿈의 에너지’이지만 “머지않은 미래에 현실이 될 수 있다”라고 전망했다.
전 세계 과학자들이 핵융합 기술로 에너지를 얻기 위해 연구에 뛰어들었고, 작년 12월에는 핵융합 반응으로 투입한 에너지보다 더 큰 에너지를 얻는 이른바 ‘점화’에 미국 연구진이 세계 최초로 성공했다는 것. 이는 <아이언맨>과 <설국열차>의 무한 에너지가 현실화하는 첫 관문을 통과한 것으로 남 박사는 평가했다.
그렇다면 핵분열이란 무엇일까? 남 박사는 핵융합과 핵분열을 비교해 설명했는데, 원자력 발전소로 익숙한 핵분열은 우라늄과 같은 무거운 원자핵에 중성자를 충돌시켜 두 개로 분열할 때 발생하는 열로 에너지를 얻는 방식이다. 우라늄 1kg으로 석탄 1,500톤보다 많은 에너지를 얻고 탄소 배출도 없지만, 고준위 방사성 폐기물 발생이 핵분열의 큰 단점. 반면, 핵융합은 가벼운 원자핵인 중수소와 삼중수소를 1억 도의 플라스마(이온화된 기체) 상태에서 결합시켜 얻는 에너지로, 핵분열보다 7배가 넘는 에너지를 생산하는 고효율 반응이다.
게다가 핵융합은 누출과 폭발의 위험에서 원천적으로 안전한 발전 방식이라고 설명한 남 박사는 “고준위 방사성 폐기물이 발생하지 않아 핵융합은 친환경 에너지로 주목받고 있다”라고 강조했다.
남 박사는 우리나라에 핵융합 에너지가 꼭 필요하다고 주장했다. 그 이유는 핵융합 에너지를 만들기 위한 원료인 중수소와 삼중수소를 바닷물에서 무한하게 채취할 수 있기 때문. 삼면이 바다인 우리는 궁극의 에너지원을 확보한 최적의 조건. 경제 유튜버 슈카는 “그렇다면 바닷물을 박사님이 일하시는 연구소에 좋은 조건으로 팔겠다”라며 너스레를 떨었고, 개그우먼 이수지는 “핵융합이 그렇게 좋은 거면 그걸로 합시다”라고 큰 관심을 보였는데, 남 박사는 핵융합 기술의 상용화까지는 몇 가지 변곡점을 지나야 한다고 설명했다.
특히 우리나라는 독보적인 핵융합 기술 역량을 갖추고 있어 글로벌 경쟁력이 충분하다고 자신감을 피력했다. 남 박사가 밝힌 자신감의 근거는 KSTAR! 우리나라가 독자 개발한 핵융합 장치인 KSTAR는 핵융합의 핵심 기술인 1억 도의 플라스마 운전 세계 기록을 보유하고 있다. 초전도 자기장을 이용해 초고온 플라스마를 가두는 데 성공한 KSTAR의 기록은 30초! 앞으로 300초까지 초고온의 플라스마를 유지하는 것을 목표로 연구에 매진하고 있다고 남 박사는 밝혔다.
인류 궁극의 에너지로 꼽히는 핵융합 기술은 전 세계가 경쟁과 동시에 협력을 진행하는데, 2025년 프랑스에 완공되는 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트에 35개국이 참여하고 있다. KSTAR의 기술력을 인정받아 참여하게 된 우리나라는 앞으로 핵융합 실험을 주도할 것으로 기대하고 있다.
공동 프로젝트 연구인 ITER를 통해 에너지 투입 없이 스스로 생산을 지속할 수 있는 ‘핵융합 연소시험 검증’이 성공하게 되면, 핵융합은 ‘꿈의 에너지’에서 현실이 된다. 남 박사는 여러 난제가 해결돼 핵융합이 상용화되면 에너지 패러다임이 ‘원료’ 수출이 아닌 ‘기술’ 수출로 바뀌게 된다며, 핵융합에 지속적인 투자와 연구, 관심이 필요하다고 강조했다.
한국 핵융합에너지연구원 남용운 박사와 함께하는 <이슈 PICK 쌤과 함께> ‘무한 에너지, 인공 태양이 뜬다’는 2월 12일 일요일 저녁 7시 10분 KBS 1TV에서 확인할 수 있다. 방송 후에는 KBS 홈페이지(www.kbs.co.kr)와 myK, wavve, 유튜브 KBS 교양에서 다시 볼 수 있다.
