인공태양, 핵융합 발전에서의 우리나라(KSTAR)의 위상

지구 최대의 미래 에너지원이 될 인공태양인 핵융합 발전~!

핵융합 발전이란~

그야말로 꿈의 에너지원이라고 말할 수가 있다. 그 꿈의 에너지인 핵융합 발전 연구기술에서 우리나라가 거의 세계 정상급이라면 믿을 수가 있겠는가? 흔히 말하는 국뽕을 조금 넣어서 포스팅해볼까 한다. 먼저 핵융합발전이 뭔지 대충 알아보자. 중수소, 삼중수소, 이런 가벼운 원소들의 원자핵이 서로 융합하여 서로 합쳐져서 더 무거운 원자핵이 만들어지는데 이때에 엄청난 에너지가 발생한다. 단 수소 1g 가지고 핵융합을 일으킬 때 나오는 에너지가 석탄 20여톤, 석유 만천리터 정도의 양에서 나오는 에너지와 비슷하다고 한다. 핵융합을 이용해서 전력을 생산할려면 플라즈마를 고온 상태를 유지하면서 안전하고, 안정적으로 가두는 것이 필수적인데, 그러한 것들이 지금 현재 가두는 시간을 늘리고 하는 것이 지금의 핵융합 연구라고 할 수가 있겠다. 그래서 위에서 말했던 것처럼 이 핵융합 발전이 꿈의 에너지원이란 것이다.

원래 핵융합 연구는 예전 20세기 중반부터 냉전시대의 강국들이 무기개발을 하면서 극비리에 핵융합 연구를 진행했었다 한다. 하지만 연구중에 모두 어려운 난제에 부딪쳤는데, 미국도 독자적으로 개발하다가 실패하고 거의 개발국가들 모두가 비슷한 난제에 부딪치다 보니 국제협력이 필요하게 되었다 한다. 그래서 만들어진것이 국제핵융합실험로(ITER)이다.

핵융합실험로ITER모형 (출처 : 위키백과)

국제 핵융합 실험로(ITER) 

최초 미국, 유럽연합, 일본, 당시 소련 4개국만이 국제핵융합실험로국제 핵융합 실험로(ITER) 공동개발사업 계획이 추진되었고, 당시에는 우리나라도 공동연구에 참여하려고 했으나, 니네 나라가 무슨? 개발도상국이 무슨? 그러면서 미국하고 일본의 반대로 좌절되었다. (느그들이 뭐가 있어서?)

토카막 (출처 :  국가핵융합연구소)

하지만 의외로 우리나라의 핵융합연구 개발은 오래되었다. 핵융합에서의 핵심이 1억 도의 온도에서 플라즈마를 약 1초 동안 용기에 밀폐를 해야 하는데,  사실 말이 1억 도이지 그 온도를 감당할 수 있는 물질이 있는지? 1억도라고 하면 모든 물질이 다 녹아버리지 않나? 1억의 온도를 감당하는 물질은 현실적으로 존재 하기는 하나? 암튼 그것 때문에 그 플라즈마가 새어나가지 않게 하기 위해서는 토카막을 개발해야 하는데, 그 토카막이 핵심이라고 할 수 있다. 이러한 연구개발이 나름 오랫동안 진행되어 왔다는 것이다.

출처 : 사이언스온

KSTAR

그래서 이 당시에 세계 최고 수준의 핵융합장치인 KSTAR 가 만들어졌다. 초전도 핵융합연구장치를 완공하여 최초로 플라즈마를 발생에 성공시켰고, 상용화에도 문제가 없는 토카박 장치 개발에 성공했다.  80년대에는 우리나라가 위에 글에 말했듯이 ITER에 가입 해고자 했었을 때  미국, 일본 등은 거부를 했었다. 자기들도 못하는데 너희 나라가 뭐가 있길래? 기술이 있나? 돈도 없을 테고 무시당했었다. 우리 민족이 어떤 민족인가? 그 이후 서러움에 이를 악물고 독자 연구개발을 그 당시 열악한 환경 속에서도 우리나라 연구진들은 성과를 내고 결국은 해내게 되었다.

섭씨 1억도 1.5초를 달성한 KSTAR의 플라즈마 모습 (출처 : 국가핵융합연구소)

ITER 가입

수십 년간 그 잘 나가던 강국의 미국도, 러시아도 일본도 유럽도 못하던 것을 우리나라가 해내었던 것이다. 정말 대단하지 않은가? 우리 민족의 특성이 무시당하면, 힘들면, 국난극복 같을 때 더 잘 해내는 게 특기인 듯 하다. 암튼 그 이후 ITER 가입을 거부당했던 우리나라가 이제는 그냥 단순 이제 가입시켜주세요~ 가 아니라 제발 참여해주세요 라는 초청의 방식으로 가입이 되었다. 한편으론 그때 당시가 우리나라가 IMF 시절이라 가입하더라도 연구 개방 비용이 만만치가 않기 때문에 가입을 미루고 있다가 경제사정이 나아진 2003년에 정식으로 가입했다. 암튼 결국 핵융합 실험로가 프랑스에 최종적으로 건설이 확정도 됐으니 한국 포함해서 중국, 인도 등도 참여 결정이 되었다. 

그리고, 우리나라는 특별하게 다른 나라와는 다르게 지분의 16% 정도만 내고, 나머지는 장비나, 부품 등 기술로 로 지급한다고 한다. 부품이나 장치 등을 지급하기 때문에 기술 누출도 없다고 하니 다행이다라고 생각된다.ㅎ

결국 이렇게 이루어졌던 수십 년 동안의 과정들에서 불가 한국, 미국, 유럽연합, 일본, 러시아, 중국, 인도의 단 7개국만이 국제 핵융합 실험로(ITER)에 참여한다는데 정말 대단하지 아니한가? 역사상 최대 규모의 국제 공동연구개발 사업이다. 그리고, 우리나라는 국제핵융합실험로국제 핵융합 실험로 가입의 별도 연구 외에 별개로 우리 자체적으로 핵융합연구를 꾸준히 수행해서 2035년에 목표로 세계 최초 상용 핵융합 발전소를 건설하는 계획을 세우고 있다고 한다. 세계 최초가 한국형 발전소가 되는 것이겠다.

대한민국의 과학기술 수준 급상승

마지막으로 이러한 우리나라가 핵융합 발전장치를 만들면서 대한민국의 과학기술발전이 기하급수적으로 급상승했다고 한다. 세계적으로도 과학능력, 기술능력은 한 손가락 안에 들지 않을까 싶다. 그러한 기술들이 있기에, 그 어렵다던 75톤 로켓 엔진도 자체적으로 만들고, 발전용 가스터빈도 국산화했고, KFX 개발도 하고 있으니 말이다. 이제 우리나라는 앞으로도 더 무궁무진한 발전을 이룩할 일만 남았다. 통일만 된다면? 과연? 상상만 해도 기쁘네~ㅎ