한국, 세계 첫 초전도 '1억도' 핵융합…美·日·EU "문이 열렸다"

“KSTAR가 달성한 이온온도 1억도는 핵융합 에너지 상용화로 향하는 문(Gateway)이다” 

세계 핵융합 전문가들이 ‘한국형 초전도 토카막 핵융합장치(KSTAR)’의 연구 성과에 대해 찬사를 아끼지 않았다. 20일 KSTAR 운영 10주년을 맞아 서울 삼성동 코엑스에서 열린 국제학술대회에서다. 스티븐 코울리 미국 프린스턴플라스마물리연구소(PPPL) 소장과 토니 도네 유로퓨전 프로젝트 연구책임자, 유타카 카마다 일본 국립양자과학기술연구개발기구(QST) 나카 핵융합연구소 부소장은 이날 KSTAR 연구성과 등 성과와 핵융합 비전을 공유하는 공동기자회견을 가졌다.

유타카 카마다 일본 국립양자과학기술연구개발기구(QST) 나카 핵융합연구소 부소장(왼쪽)이 20일 오후 서울 강남구 코엑스 컨퍼런스룸에서 열린 초전도 핵융합 연구장치 KSTAR(케이스타) 실험 10주년 기념 국내외 석학 공동 인터뷰에서 취재진 질문에 답하고 있다. 왼쪽부터 유타카 카마다 박사, 토니 도네 유럽 핵융합컨소시움(EUROfusion) 프로그램 책임자, 스티븐 코울리 미국 프린스턴 플라스마물리연구소(PPPL) 소장. [연합뉴스]

초점은 KSTAR가 달성한 이온 온도 1억도에 맞춰졌다. 스티븐 코울리 PPPL 소장은 “KSTAR의 성과는 큰 의미가 있다"며 “플라스마에 대한 이론적 연구에 그쳤던 것이 지난해 성과를 기준으로 현실적 핵융합 실험으로 본격화했다”고 평가했다. 특히 미국이 국립점화설비(NIF)를 이용해 시도 중인 레이저 기반 핵융합 방식이 기대 이하의 성과를 보여, 현재로서는 (KSTAR와 같은) 토카막 방식 핵융합이 가장 유망하다는 게 코울리 소장의 설명이다.

유럽의 대표적 핵융합 연구 컨소시엄인 유로퓨전의 토니 도네 프로젝트 연구책임자는 “현재 1.5초 수준인 이온온도 1억도 유지시간을 장시간 늘릴 수 있게 되면 핵융합 에너지 상용화를 위해 필요한 과제 연구를 할 수 있는 환경이 조성되는 것”이라며 KSTAR에 대해 긍정적 평가를 했다.

스티븐 코울리 미국 PPPL 소장이 20일 오후 서울 강남구 코엑스 컨퍼런스룸에서 열린 초전도 핵융합 연구장치 KSTAR(케이스타) 실험 10주년 기념 국내외 석학 공동 인터뷰에서 취재진 질문에 답하고 있다. [사진 국가핵융합연구소]

유타카 카마다 일본 국립양자과학기술연구개발기구(QST) 나카 핵융합연구소 부소장은 “KSTAR는 플라스마 운영에 중요한 ‘고온·장시간’ 두 요소를 모두 달성할 수 있는 장치”라며 “지난해 성과는 그 가능성을 보여주는 의미가 있다”고 밝혔다.

특히 일본은 자국의 대표 핵융합 장치 JT-60U를 한국의 KSTAR와 같은 초전도 자석 기반으로 업그레이드하기 위해 도쿄 북쪽 150㎞의 나카 지방에 새로운 핵융합 장치를 건설하고 있다. 유럽과 공동으로 개발하는 ‘JT-60SA’이 그것이다. 카마다 부소장은 “국제열핵융합실험로(ITER)와 KSTAR, JT-60SA가 핵융합에너지 상용화를 위한 공동연구에 매우 중요한 역할을 할 수 있을 것”이라고 기대감을 나타냈다.

이에 앞서 지난 18일과 19일 대전 국가핵융합연구소(핵융합연)에서 열린 제9차 ‘KSTAR 국제자문위원회의(KSTAR PAC)’에서는 보다 구체적인 성과와 개선점이 언급됐다. 윤시우 핵융합연 KSTAR 연구센터장은 “외부에서 자기장을 투입해 플라스마를 안정적으로 유지하는 ‘플라스마경계면 불안정현상 억제 예측 모델’을 직접 개발·검증한 것 등이 높은 평가를 받았다”며 “그러나 유지 인력보다 가열장치의 종류가 다소 많은 것은 개선점으로 지적됐다”고 설명했다.

한편 전문가들은 “기술적 확인 절차로 인해 ITER 건설이 지연되며, 핵융합 발전 상용화 예상 시기가 늦어진 것은 사실”이라면서도 “2050년경에는 고준위 방사성 폐기물 등으로부터 자유로운 핵융합 발전이 상용화할 것”이라고 전망했다.

허정원 기자 heo.jeongwon@joongang.co.kr