한국의 태양 'KSTAR' 본격가동

'한국의 태양'이라고 불리는 핵융합연구장치 'KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)'가 본격 가동에 들어간다. 궁극의 녹색에너지로 기대되는 핵융합에너지 시대에 다가가기 위한 도약이 시작된 것이다.

교육과학기술부(장관 안병만)는 국내 기술로 개발된 초전도핵융합장치 'KSTAR'의 본격가동 진입을 축하하고 핵융합분야 연구에 헌신한 과학기술인들의 노고를 치하하기 위한 'KSTAR 본격가동 기념식'을 9일 국가핵융합연구소에서 개최한다고 밝혔다.

◆KSTAR 본격가동 기념식 열려

9일 기념식에는 안병만 교과부장관, 박영아 의원, 김춘진 의원, 민동필 기초기술연구회이사장, 서남표 KAIST 총장을 비롯해 산·학·연 과학기술계 인사 150여명이 참석한다.

교과부 관계자는 "이 기념식은 KSTAR가 건설단계에서 운영단계로 전환됨을 내외에 알리고 지난 15년간 KSTAR 개발에 헌신한 유공자를 격려하기 위해 마련됐다"고 설명했다.

이날 안병만 교과부 장관은 'KSTAR' 개발에 전념해 본격가동을 가능하게 한 박주식 국가핵융합연구소 본부장에게 과학기술훈장혁신장을, 권면 국가핵융합연구소 선임단장에게 과학기술포장을, 박평렬 KAT 이사와 양형렬 국가핵융합연구소 책임연구원에게 대통령 표창을, 오영국 국가핵융합연구소 책임연구원과 홍창덕 하늘엔지니어링 대표이사 외 2명에게 국무총리 표창을 각각 전달하고, 그 외 KSTAR 개발에 매진한 35명의 연구자에게 교과부장관 표창을 수여한다.

안병만 장관은 유공자 포상후 축사를 통해 우리나라가 에너지 자립을 넘어 핵융합에너지 수출국이 되기 위해서는 산·학·연이 한 마음으로 노력을 기울여 나가야 한다고 당부할 예정이다.

또한 안 장관은 'KSTAR'가 핵융합에너지 실증의 최종 프로젝트인 국제핵융합실험로(ITER)를 리드할 '선행 모델 장치'로서 입지를 확고히 하기 위해서는 2~3년 내에 세계가 주목할 만한 연구성과 창출이 필요함을 역설할 것으로 전해졌다.

◆'KSTAR' 본격가동의 의미

'KSTAR'는 세계 최초로 국제핵융합실험로(ITER)와 동일한 초전도 재료로 제작된 한국의 핵융합연구장치로 지난 1995년부터 2007년까지 약 12년에 걸쳐 주장치를 완공했다. 2007년 9월 완공된 'KSTAR'는 2008년 7월 단 한번의 시도로 최초 '플라즈마'를 성공적으로 발생시켜 장치성능을 완벽하게 입증해 보인 바 있다. 당시 사이언스와 영국 BBC 방송 등에서 'KSTAR'를 집중 보도하기도 했다.

이번 본격가동은 건설된 핵융합장치가 성능검증을 종합적으로 마치고 2025년까지 약 17년간 본래 목적인 플라즈마 운영을 통한 핵융합에너지 연구를 시작한다는 의미를 담고 있다.

◆핵융합에너지의 원리

국가핵융합연구소에 따르면 '플라즈마'는 고체, 액체, 기체가 아닌 제4의 물질로 원자핵과 전자가 분리된 자유로운 형태로 존재한다. 태양을 비롯한 우주의 99% 이상이 플라즈마 상태이며 번개나 오로라, 형광등, 네온사인도 플라즈마에 해당하는 것으로 알려졌다.

핵융합연구소 관계자는 "태양처럼 스스로 빛을 내는 별들의 중심은 1억도 이상의 초고온 플라즈마 상태인데, 이같은 상태에서는 수소 같은 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합반응이 일어난다"며 "이 융합 과정에서 나타나는 질량 감소가 엄청난 양의 에너지로 방출되는데, 이것이 핵융합에너지"라고 설명했다.

설명에 따르면 지구는 핵융합반응이 일어날 수 있는 초고온·고압 상태가 아니기 때문에 'KSTAR'와 같은 핵융합장치가 필요하다. 핵융합장치가 '인공태양'이라고 불리는 이유도 이처럼 태양과 같은 원리로 에너지를 만들어내기 때문이다.

핵융합연구소에 따르면 핵융합에너지는 이산화탄소 발생이 없고 원자력발전처럼 장기적 폐기물 처리시설이 필요치 않으며 연료공급이 중단되면 1~2초 내로 운전이 자동정지돼 발전소 폭발, 방사능 누출 위험이 없다. 또한 바닷물에 풍부한 중수소와 지표면에서 쉽게 추출할 수 있는 리튬을 원료로 하기 때문에 '무한한' 에너지 자원으로 알려져 있다.