KSTAR. "핵융합에너지 상용화 앞당겼다"

[아시아경제 김수진 기자]국내 기술로 개발된 초전도 핵융합연구장치 KSTAR가 세계 최초로 고성능 플라즈마 밀폐 상태인 H-모드를 달성하는 데 성공했다.

'한국의 태양'이라고 불리는 KSTAR는 1996년부터 12년간의 건설 기간을 거쳐 2008년 본격 가동을 시작한 연구용 핵융합장치다. 한국을 비롯해 미국, 일본, 중국 등 7개국이 공동으로 핵융합에너지 상용화를 연구하는 대형국제공동연구인 국제핵융합실험로(ITER)에 사용되는 것과 똑같은 초전도체로 만들어져 ITER의 실험 결과를 예측할 수 있는 잣대 역할을 한다.

이경수 국가핵융합연구소 소장은 "H-모드란 쉽게 말해 고성능 운전 모드를 달성했다는 것"이라며 "보통 핵융합 장치를 운전할 때 기대되는 것보다 두세배의 에너지를 내는 상태를 실험으로 재현한 것이며, 물리학계에는 이 모드를 특별히 H-모드라고 부른다"고 설명했다.

KSTAR의 H-모드 달성은 세계적으로 우수한 핵융합 연구장치들이 당초 예상했던 것보다 1년 앞선 것이다. 향후 ITER에서도 H-모드 운전을 목표로 하고 있어, 이번 성과는 KSTAR 장치의 우수성을 입증하는 한편 핵융합 에너지 상용화를 앞당긴 것으로 인정받고 있다.

"H모드를 완전히 달성하면 지금 프랑스 카다라쉬에 건설중인 ITER 장치의 성능을 두 배로 끌어올릴 수 있습니다. 지금은 핵융합에너지가 풍력발전이나 태양발전으로 얻을 수 있는 에너지보다 단가가 비싼데, 성능을 개선하면 경제성을 확보할 수 있어 상용화도 빨라지죠."

KSTAR는 이밖에도 H-모드 운전을 위해 필요한 D형 플라즈마 제어를 달성했고, 올해에는 섭씨 2000만도의 초고온에서 6.7초간 플라즈마를 운영, 강력한 중수소 핵융합 반응을 확인하는 데 성공했다. 핵융합을 위해서는 삼중수소와 수소를 초고온으로 가열해 플라즈마 상태를 만들어야 하는데, 핵융합에너지의 성공은 이 플라즈마 상태를 얼마나 오래 지속시킬수 있느냐에 달려 있다.

"내년부터는 필요한 가열장치 등을 더욱 안정시켜서 ITER의 달성 목표인 3억도, 100초 이상의 안정된 고온 플라즈마를 달성할 겁니다. 그 다음엔 고성능모드를 더 발전시켜 핵융합을 상용화하는 게 목표죠."

이 소장은 "새로운 운전 모드를 하나하나 발견해 가고 있다"며 "이번 H-모드 달성은 ITER 기구를 비롯해 세계 핵융합계에 놀라움을 안겨 준 사건"이라고 강조했다.

김수진 기자 sjkim@