[Wide Shot] 대덕 시험용 핵융합로 ‘KSTAR’ 가동

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일본 후쿠시마(福島) 원전 사고를 계기로 원전 대체 발전 수단으로 꼽히는 핵융합 발전이 주목받고 있다.

　핵융합 발전은 핵 분열 방식인 원전과 달리 방사성물질 대신 바닷물에서 뽑은 중수소와 리튬에서 나오는 삼중수소를 연료로 사용한다. 방사능 유출 우려가 없고 온실가스도 거의 발생하지 않는 그린 에너지다. 국내에서는 대덕연구단지 내 국가핵융합연구소(소장 이경수)가 유일하게 시험용 핵융합로인 ‘KSTAR’를 보유하고 있다. ‘KSTAR’는 1일부터 시험 가동에 들어갔다. 가동 직전인 지난달 31일 국가핵융합연구소를 찾아 최종 점검을 받고 있는 ‘KSTAR’를 둘러봤다. 핵융합장치 안에서 연구원들이 기계부품들을 설치하고 있다(큰 사진). 작은 사진은 외부 모습. 핵융합 발전은 태양에서 수소가 융합반응을 일으켜 헬륨이 되면서 에너지를 끊임없이 방출하는 원리를 이용한다. 이 때문에 ‘인공태양’이라고도 불린다.

　지구상에서 태양에서처럼 핵융합이 일어나게 하려면 우주처럼 초고진공 상태에서 초고온의 플라스마(음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태)를 만들어야 한다. 이를 위해 핵융합 장치 안에 중수소와 삼중수소를 주입해 플라스마 상태로 가열한다. 온도가 오르면 핵융합 반응이 일어나면서 중성자가 튀어나온다. 이 중성자의 운동 에너지가 물을 데우는 열 에너지로 변환돼 발전 터빈을 돌리게 된다.

　현재 국제적으로도 한국을 비롯해 유럽연합(EU)·미국·일본 등 7개국이 공동으로 국제핵융합실험로(ITER)를 프랑스에 건설하고 있다. 2016년 완공 예정인 이 실험로는 건설비만 대략 7조7000억원 정도가 투입된다. 국가핵융합연구소 나훈균 박사는 “한국은 분담금을 현금으로 내지 않고 KSTAR의 실험으로 입증한 초전도 자석 등의 기술을 제공하고 현지에 파견된 연구기술진의 인건비로 대체한다”고 설명했다. 나 박사는 “이 프로젝트의 목표는 열출력 500㎿ 정도의 전력을 생산해 2030~2050년께 원자력 발전을 대체하는 상용 핵융합 발전소를 건설하는 것”이라고 말했다.

글·사진=신동연 지식과학 선임기자, [국가핵융합연구소 제공]