한국의 ‘인공태양’ 핵융합 신기록 달성

대전 한국핵융합연구원(KFE)에 위치한 한국초전도 토하마크 첨단연구(Kstar) [KFE]

폭 9미터(30피트), 높이 6미터, 무게 1,000톤에 달하는 도넛 모양의 핵융합로가 한국 중부 대전에 있는 한국핵융합연구소(KFE) 방문객을 맞이하고 있습니다.

10월에는 이 기계가 섭씨 1억도(화씨 1억8000만도)에서 50초 이상 플라즈마를 가두어 다시 한 번 자체 기록을 경신할 예정이다.

KFE는 1995년 KFE가 핵융합 에너지 연구를 위해 개발한 한국형 첨단 연구용 초전도 토카막인 Kstar를 ‘인공태양’이라고 불렀다.

도넛 모양의 장치는 강력한 자기장에 플라즈마를 가두어 에너지를 생성하는 원자로인 토카막(tokamak)이다.

Kstar의 경우, 그 필드는 지구와 달 사이를 48번 왕복할 수 있는 길이인 3,765만 킬로미터(2,340만 마일) 길이의 필라멘트에서 생성됩니다.

핵융합로는 아파트 1,000채를 지을 수 있는 콘크리트로 지어진 시험 시설에 안전하게 고정되어 있습니다.

핵융합 또는 태양 자체가 작동하는 방식은 이론적으로 핵분열보다 7배 더 많은 에너지를 생성하지만 오염이나 폐기물이 없습니다.

핵융합 에너지는 절대 고갈되지 않는 무한한 에너지원이지만 플라즈마를 매우 높은 온도로 유지하는 것이 어렵기 때문에 원자력 기술의 정점이기도 하다.

케이스타는 2018년 토카막 최초로 플라즈마 온도 1억도에 도달했다.

그는 또한 이 온도를 가장 오래 유지한 세계 기록을 이듬해 8초로 세웠고, 매년 갱신하며 2021년에는 30초로 올라간다.

케이스타 내부 전경 [KFE]

윤세우 KFE 부원장은 2026년까지 300초를 달성하겠다는 계획을 언급하며 “300초에 도달하면 이론상 플라즈마가 24시간 지속되는 데 문제가 없다”고 말했다.

플라즈마를 보존하는 소스 중에는 삼중수소가 있습니다.

핵에 중성자 2개와 양성자 1개가 있는 수소의 동위원소는 양성자가 1개인 일반적인 수소와 달리 자연에서 찾기가 거의 불가능합니다.

대부분 원자력 발전소에서 발견되지만 산업용으로 수소 원자를 분리할 수 있는 곳은 한국과 캐나다 두 곳뿐이다.

오랫동안 핵 폐기물로 취급됐던 삼중수소는 현재 1g당 약 3500만원에 달하는 핵융합 연구용 고부가가치 물질이다.

익명을 요구한 과학계 관계자는 “그녀는 가족의 흑양이었다”고 말했다. “이제 우리는 국제열핵실험로(ITER) 프로젝트를 이끌 수 있습니다.”

ITER은 한국, 미국, 일본, 유럽연합, 중국, 인도, 러시아를 회원으로 하는 핵융합 에너지 생산을 위한 글로벌 핵융합 연구 및 엔지니어링 프로젝트입니다.

이 프로젝트는 2035년부터 원자력 에너지의 대량 생산을 테스트하는 것을 목표로 합니다..

상용화되면 단일 주택 크기의 핵융합로가 기존의 많은 원자력 발전소보다 더 많은 전력을 생산할 수 있습니다.

극본 이희권, 손동주 [[email protected]]