[벤처/과학] 무한 청정에너지 ‘핵융합연구’ 박차

▲ 핵융합연구센터가 위치할 핵용합실험동.

기초과학지원硏 부설기관으로 핵융합센터 출범
국내 유일 전문 연구기관… 6대 강국진입 목표
파급기술 실용화 고부가가치 신산업 창출 기대

태양에너지는 지구생명에너지의 원천이며, 지구는 불에서 시작해 현재 원자력까지 에너지개발을 통해 사회발전과 번영을 이뤄왔다. 그러나 화석연료의 고갈과 지구 온난화와 같은 환경문제, 원자력 안전문제에 대한 일반인들의 인식부족 등 여러 가지 다양한 환경 속에서 세계는 무한 청정에너지로서의 가능성을 인정받고 있는 핵융합연구에 박차를 가하고 있다. 이에 핵융합에너지 개발을 하게 되는 핵융합연구센터가 과연 무슨 역할을 하게 될지 알아본다. <편집자 주>





석유. 원자력에 의존하지 않을 사회를 실현할 핵융합연구센터가 첫 발을 내디뎠다.
과학기술부는 에너지 안보시대에 국제 유가 상승과 맞물려 미래 청정 에너지원으로 세계가 주목하고 있는 핵융합에너지 개발을 국가 전략적 차원에서 추진하기 위해 ‘핵융합연구센터’를 대덕특구 내에 위치한 한국기초과학지원연구원(원장 강신원, 이하 기초연) 부설기관으로 설립. 육성키로 했다.

이에 기초기술연구회(이사장 박상대)는 지난달 13일 제 66회 임시이사회를 열고 기초연 부설기관으로 핵융합연구센터 설립을 10월 1일부로 승인했다.

연구센터를 이끌어 나갈 수장인 신재인(63) 박사가 소장으로 지난 4일 임명됐다.
이번에 신설된 핵융합연구센터는 국내 유일의 핵융합 전문연구기관으로 우리나라 핵융합 연구역량을 결집하는 동시에 명실공히 세계 핵융합 커뮤니티가 인정하는 ‘국제 핵융합 공동연구기관(IFC)’으로서의 운영을 목표로 하고 있다.

이 연구센터에서는 KSTAR(Korea Superconducting ToKamak Advanced Research, 차세대초전도핵융합연구장치) 장치의 성공적인 완공. 운영 ITER(국제핵융합실험로)로서의 역할을 수행하게 된다.

동시에 핵융합전문연구인력의 양성, 관련 첨단. 원천기술의 국내이전 및 산업화 등에 주력해 나갈 예정이다.
이를 위해 이 연구센터는 ‘KSTAR사업단’, ‘ITER사업단’, ‘응용기술개발부’, ‘운영관리부’ 등을 두고, 국내외 전문가들로 구성된 ‘기술자문위원회’를 통해 기술적 검토 및 자문을 받게 된다.

핵융합발전 원천기술 보유국의 위치를 조기에 확보하기 위한 연구센터는 단계별 운영 발전전략을 갖고 있다.
‘개발. 건설 단계(2005~2007)’에서 KSTAR 완공(2007.8) 및 ITER 건설사업 착수(2006년 초) 등을 통해 핵융합에너지 개발 추진기반을 확립하게 된다.

‘도약·운영단계(2008~2016)’에서는 KSTAR 장치를 국제공동연구장치(ITER pilot Plant)에서는 KSTAR 장치를 국제공동연구장치로 활용, ITER의 완공 및 관련 핵심첨단기술의 이전 등을 중점적으로 추진해 핵융합에너지 기술 6대 강국으로 진입할 계획이다.

‘에너지 개발단계(2017년~)’부터는 ITER의 공동운영을 통해 핵융합에너지 상용화 기술을 확보하고 DEMO/PROTO 개발을 통해 핵융합 에너지 발전 원천기술 보유국으로서의 위치를 확보하는 것을 목표로 하고 있다.



지난 6월에는 ITER 건설부지 선정이 완료됐으며 내년 초부터는 ITER 건설착수가 예상되는 등 세계적으로 핵융합 연구가 기초연구단계에서 에너지 상용화를 위한 실증단계로 진입했다.

또한 학제간 산???연 간의 엔지니어링 활동이 본격화되고 있는 중요한 시점에 설립되는 연구센터는 KSTAR 장치의 건설경헙과 노하우를 ITER 건설참여에 접목해 세계 핵융합 연구를 주도하고 핵융합발전 원천기술 획득에 기여해 핵융합에너지 상용화를 통한 국가 경제차원의 막대한 부가가치를 창출하게 될 전망이다.

핵융합연구센터 신재인 소장은 “국내 핵융합 연구개발 수행 주체들이 하나로 통합됨에 따라 첨단. 극한 기술 및 고부가가치 인프라 구축, 인력양성 등의 시너지 효과가 극대화돼 극한. 원천기술의 산업체 이전을 통한 관련 산업의 첨단화, 핵융합 관련 파급기술(초고온 재료, 초전도, 초고진공, 초전도자석, 신소재 기술 등)의 실용화와 함께 고부가가치 신산업 창출도 기대된다”고 말했다.




●ITER 프로젝트

태양에너지의 발생원리와 같은 핵융합 발전의 가능성을 기술적으로 실증하기 위한 대형 국제공동연구장치 건설사업으로 한국을 비롯한 미국, EU, 일본, 러시아, 중국 등 6개국이 참여한다. 내년에 착공해 10년간 건설할 예정이며, 20년간 운영한 뒤 5년간 해체하게 된다. 총 건설비 약 50억달러가 소요될 것으로 보이며, 우리나라는 최소 참여조건인 건설비 10%(약 5억달러)를 분담한다. 열출력 500MW(한국형 표준원전의 6분의1 규모) 핵융합실험로로 프랑스 카다라쉬에 건설될 예정이다.



●차세대초전도핵융합 장치(KSTAR)개발 사업

21세기 중반 핵융합 에너지 상용화를 위한 대형 국제 공동연구에서 중심적 역할을 담당할 수 있는 선진국 수준의 연구능력 및 기반기술 확보를 위해 오는 2007년까지 세계최고 수준으로 국내기술로 개발된다. 지난 1995년 12월부터 시작된 이번 사업은 2007년 8월까지 계속되며, 총 2090억원(정부 2163억원/원자력기금 504억원/기업 397억원/외국 26억원 등)이 소요된다.



●핵융합연구

핵융합연구는 수소핵융합 반응에 의해 방출되는 에너지를 얻기 위해 수행되며, 다양한 분야의 기초과학과 공학기술의 결합을 요구하는 종합과학기술이다.

수소핵융합 반응에 의해 에너지를 얻으려면 우선, 수소원자핵을 이온과 전자로 분리된 전기적 중성 상태의 ‘플라즈마(plssma)’로 만든 뒤 플라즈마가 사라지지 않도록 자장용이나 레어저로 가두고 이것을 1억도 이상의초고온과 고압으로 가열해야 한다.

▲ 지난 8월 25일 KISTAR사업 중간진도발표회가 약 110명의 참여연구자가 참석한 가운데 핵융합 실험동 대회의실에서 개최되었다.