[과학 특집] 깨끗한 차세대 에너지원 '핵융합에너지' 개발 이끈다… '국가핵융합연구소'

■국가핵융합연구소
자체 기술로 초전도 핵융합연구장치 'KSTAR' 개발·운영
세계 7개국과 공동으로 프랑스에 국제핵융합실험로 건설
"핵융합에너지 상용화로 안전한 미래 에너지원 제공할 것"

국가핵융합연구소 전경.  사진=국가핵융합연구소 제공

국가핵융합연구소(이하 핵융합연)는 인류가 꿈꾸는 미래에너지로 주목받는 '핵융합에너지' 개발을 이끄는 국내 유일의 핵융합 전문 연구기관이다.

핵융합은 태양이 에너지를 발생시키는 원리다. 자원이 아닌 기술을 바탕으로 안전하고 깨끗한 대용량의 에너지를 생산할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 핵융합 기술은 에너지 의존도가 높은 우리나라의 안정적인 국가 운영과 발전을 위한 차세대 에너지원이다. 인류가 당면한 에너지 문제를 해결할 수 있는 궁극적인 해결책이기도 해 반드시 확보해야 하는 중요 과제다.

2007년 자체 기술로 개발한 초전도 핵융합연구장치 'KSTAR'를. 세계 최고 수준으로 '인공태양'으로도 불린다.  사진=국가핵융합연구소 제공

국가핵융합연구소는 2007년 자체 기술로 인공태양이라 불리는 세계 최고 수준의 초전도 핵융합연구장치 'KSTAR'를 완공했다. 이후 10년간 2만 번 이상의 플라즈마 발생 실험을 수행했다. 이를 통해 핵융합에너지 연구의 후발주자였던 우리나라를 세계 핵융합 연구를 주도하는 선도국가로 만드는 데 기여해 왔다.

핵융합연은 중장기 연구 분야인 핵융합에너지 개발 외에도 핵융합에너지 개발의 대표적 파생연구 분야인 '플라즈마' 연구도 선도하고 있다. 이를 위해 '플라즈마 기술연구센터'를 설립하고 각종 산업 분야에서 활용되는 플라즈마 응용기술 연구개발에 심혈을 기울이는 중이다.



플라즈마 기술연구센터는 플라즈마 기술 활용 극대화를 위한 플라즈마 기반기술, 신기술 창출 및 기술한계 돌파를 위한 플라즈마 원천기술, 핵융합 및 플라즈마 기술을 통해 사회현안 해결을 위한 플라즈마 융복합 기술이라는 세 가지 주요 연구 분야를 중점적으로 연구하는 기관이다.

지난해에는 핵융합의 가장 핵심적인 운전 조건이라고 할 수 있는 플라즈마 이온 온도 1억 도를 달성했다. 또 고성능 플라즈마 운전 유지시간을 90초까지 늘리는 데도 성공하며 초고온 고성능 운전 실현을 위한 가능성을 재확인했다. 이는 초전도 핵융합연구장치 개발 이후 최초다.

플라즈마 기술을 통해 가장 큰 변화가 기대되는 분야는 '농식품' 분야다. 플라즈마 기술연구센터는 '농장에서 식탁까지(Farm to Table)'라는 모토로 농식품 산업 전 주기에 걸친 플라즈마 농식품 융합기술 개발을 통해 농업의 고부가가치 창출에 나서고 있다. 이 밖에도 플라즈마 소각 기술, 수질 정화 기술 등 생활과 밀접한 관련이 있는 환경을 위한 플라즈마 기술 개발에 더욱 주력할 예정이다.

핵융합연은 우수한 건설 역량과 리더쉽 등을 바탕으로 프랑스 카다라쉬에 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER) 사업도 주도하고 있다. 사업에는 우리나라를 비롯한 전 세계 핵융합 선진 7개국이 공동으로 참여했다. 이 같은 국제핵융합실험로를 바탕으로 핵융합 상용화를 위한 핵심기술 확보를 위해 최선을 다할 계획이다.

이 밖에도 핵융합연은 핵융합 및 플라즈마 연구 과정에서 확보한 우수기술의 적극적인 사회 환원을 통해 첨단 신산업 창출과 경제적 성과 창출을 위해 앞장서고 있다. 앞으로는 중소·중견 기업과의 지속적인 파트너십 유지와 확대를 바탕으로 산업체의 성장 촉진과 세계적인 경쟁력 확보를 지원하며 핵융합 및 플라즈마 산업생태계 확장을 도모할 예정이다.

유석재 국가핵융합연구소 소장은 "앞으로도 핵융합에너지 상용화를 위해 도전적인 연구 수행을 이어가겠다"며 "인류에게 깨끗하고 안전한 미래 에너지원을 제공하기 위해 최선을 다하겠다"고 밝혔다.
조경석 기자 some7723@