한국의 인공태양 'KSTAR'가 1억도의 초고온 플라즈마를 20초간 유지하는 데 성공했다. 인류가 무한정으로 사용할수 있는 인공태양 에너지를 실현 하기위해 성큼 다가온 것이다. 국내 연구진이 핵융합 기술 실용화를 위해 반드시 필요한 온도인 '1억도'를 세계에서 가장 긴 20초간 유지하는 데 성공했다. 차세대 미래 에너지로 각광받는 핵융합 기술에서 한국이 한발 앞서게 됐다.

한국핵융합에너지연구원은 24일 국산 핵융합 연구장치인 '케이스타(KSTAR)'로 1억도의 초고온 플라즈마를 20초간 유지해 세계 최장 기록을 세웠다고 밝혔다. 플라즈마는 고체, 액체, 기체가 아닌 제4의 물질 상태다. 초고온의 플라즈마가 있어야만 핵융합이 가능하다.

1억도 초고온 플라즈마의 장시간 운전기술은 핵융합에너지 실현을 위한 핵심 과제로, 이번 KSTAR의 초고온 플라즈마 20초 유지 성과는 장시간 고성능 플라즈마 운전기술 확보를 위한 중요한 전환점이 될 것이라는 평가를 받고 있다.

실제로 초고온 플라즈마를 300초간 연속 운전하는 게 가능해지면 이는 곧 24시간 연속운전이 가능해진다는 의미로 받아들여지고 있기 있기 때문이다.

KSTAR는 우리 기술력으로 완성한 세계 최고의 핵융합연구장치로, 핵융합에너지는 중수소와 삼중수소를 플라즈마 상태로 만든 후 핵융합 반응을 일으켜 생산한다.핵융합에너지는 온실가스 및 미세먼지를 방출하지 않는 것은 물론, 핵융합반응을 통한 에너지 대량생산이 가능하고 바닷물을 활용하기에 무한한 에너지 자원이라는 특징이 있다.

문제는 플라즈마 이온온도 1억도가 현재 이론상 핵융합 반응이 효과적으로 발생하는 필수 운전조건인데, 여기에 도달하거나 연속적으로 유지하기가 매우 어렵다.

때문에 KSTAR와 같은 핵융합 장치 내부에 연료를 넣고 핵을 구성하는 이온과 전자로 분리된 플라즈마 상태로 만든 후, 이온온도를 1억도 이상 초고온으로 가열하고 유지할 수 있어야 하는 것이다.

다른 나라의 핵융합 장치들은 순간적으로 1억도 이상 초고온 플라즈마를 달성하는 데는 성공했지만, 이를 10초 이상 유지하는 벽을 넘지 못했다.

세계가 핵융합 연구에 집중하는 이유는 에너지량이 엄청나서다. 핵융합 발전을 위한 100㎏의 중수소와 3t의 리튬으로 300만t의 석탄과 맞먹는 에너지를 낼 수 있다. 원자력 발전과 비교해도 에너지 효율이 7배나 높다. 게다가 핵융합로에선 비교적 안전 관리가 용이한 중저준위 폐기물만 발생한다.

강한 방사능 때문에 수만년 이상 깊은 지하에 보관해야 하는 고준위 폐기물 걱정을 안 해도 된다. 연구진은 1억도 플라즈마 유지 시간을 오는 2025년까지 5분으로 늘려 기술의 완성도를 끌어올릴 계획이다.

유석재 핵융합에너지연구원장은 “목표가 달성되면 365일 지속적인 운전이 가능하다는 의미”라고 말했다. 세계 과학계에선 한국과 미국, 유럽, 러시아 등이 참여해 프랑스에 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER)가 완공돼 2025년부터 기술 검증이 시작되면 2050년대 이후 핵융합 상용화 시대가 열릴 것으로 기대하고 있다.