30년간의 노력, 물거품 될 위기? 핵융합 기술, 한국은 어디로?

핵융합 기술, 30년 연구의 엇갈린 방향

한국 핵융합 기술의 현주소를 짚어보면, 30년 이상 연구해온 기술의 방향성이 전환점을 맞이했습니다. 과학기술정보통신부 산하 한국핵융합에너지연구원이 주도해온 핵융합 기술 개발이 새로운 국면을 맞이한 것입니다. 특히, 유럽 주도의 국제핵융합실험로(ITER) 상용화에 대한 불확실성이 제기되면서, 연구개발(R&D) 방향의 급격한 변화가 감지되고 있습니다. 이는 그동안 축적된 기술적 자산의 활용 방안에 대한 근본적인 질문을 던지며, 미래 에너지 기술 경쟁에서 한국이 어떤 위치를 점할지에 대한 중요한 시사점을 제공합니다.

 

 

 

 

고온 초전도체 자석 연구 전환의 배경

핵심적인 변화는 고온 초전도체 자석 연구로의 전환입니다. 한국핵융합에너지연구원은 미국 매사추세츠공대(MIT)와 고온 초전도체 자석 공동연구 협약을 체결했습니다. 이로써 영하 20~190도 범위에서 작동하는 고온 초전도체 기술 개발에 박차를 가할 예정입니다. 이는 기존에 영하 269도에서 작동하는 저온 초전도체 연구에 집중해온 것과는 완전히 다른 방향입니다. 이러한 변화는 자기부상열차, 양자컴퓨터, 초고효율 송전선 등 미래 첨단 기술 소재로 각광받는 고온 초전도체의 중요성을 인지하고, 핵융합 기술의 미래 경쟁력을 확보하기 위한 전략적 선택으로 풀이됩니다.

 

 

 

 

ITER, 구시대의 유물인가?

국제핵융합실험로(ITER)의 현황을 살펴보면, 여러 기술적 난관에 직면해 있습니다. ITER 국제자문단은 ITER 핵심 설비인 중성빔가열장치(NBTF)의 문제점을 지적했으며, 첫 플라스마 생성 목표 시점도 2035년 이후로 늦춰졌습니다. ITER은 25층 아파트 3개 규모의 거대한 시설로, 극저온 초전도체를 기반으로 설계되었습니다. 이러한 ITER의 상황은, 기술 발전의 속도와 방향성에 대한 의문을 제기하며, 한국 핵융합 기술 개발 전략에도 영향을 미치고 있습니다. 특히, ITER에 대한 과도한 의존은 한국이 소형 핵융합 기술 개발의 골든타임을 놓칠 수 있다는 우려를 낳고 있습니다.

 

 

 

 

소형 핵융합 기술 경쟁의 심화

미국을 비롯한 선진국들은 소형 핵융합 기술 상용화에 박차를 가하고 있습니다. 커먼웰스퓨전시스템(CFS)과 같은 기업들은 상용화에 근접한 기술을 선보이고 있으며, 잽에너지는 Z-핀치 기술을 통해 소형 핵융합 발전에 도전하고 있습니다. 또한, 챗GPT 개발사 오픈AI가 지원하는 헬리온에너지는 중수소와 헬륨3를 사용하는 소형 핵융합 발전소 폴라리스를 연내 가동할 예정입니다. 이러한 소형 핵융합 기술은 AI, 양자 기술, 우주 및 국방 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 이러한 경쟁 심화는 한국이 핵융합 기술 개발 방향을 재검토하고, 민간 기업의 참여를 확대해야 할 필요성을 시사합니다.

 

 

 

 

기술 혁신 없이 사이즈만 바꾸는 것은 아닌가?

핵융합혁신연합은 현재 한국 핵융합 기술 개발의 문제점을 지적하며, 기술 혁신 없이 ITER의 중간 크기인 ‘혁신형 핵융합로’를 새로 만들자는 주장에 대해 비판적인 입장을 보이고 있습니다. 이들은 연구소의 엔지니어링 역량 부족과 민간 기업의 참여 부재를 문제점으로 지적하며, 핵융합 기술 상용화를 위해서는 민간 기업의 적극적인 참여가 필수적이라고 강조합니다. 이는 핵융합 기술 개발의 효율성을 높이고, 혁신적인 기술 발전을 이루기 위한 중요한 과제를 제시합니다.

 

 

 

 

미래 에너지, 핵융합 발전의 가능성

핵융합 발전은 원자력 발전 이상의 효율과 핵폐기물 발생 없는 친환경 에너지원으로서, 미래 에너지 시장의 게임 체인저로 주목받고 있습니다. 3억 도까지 가열된 수소 플라스마를 통해 에너지를 생성하는 핵융합 기술은 인공지능(AI)과 양자컴퓨터 시대에 최적의 에너지 솔루션으로 평가받고 있습니다. 빌 게이츠, 제프 베이조스, 피터 틸 등 억만장자들이 핵융합 분야에 투자를 확대하고 있다는 사실은, 핵융합 기술의 성장 가능성을 더욱 긍정적으로 전망하게 합니다. 핵융합 발전은 미래 에너지 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대되며, 한국도 이 분야에서 경쟁력을 확보하기 위한 노력을 지속해야 합니다.

 

 

 

 

핵심만 콕!

한국의 핵융합 기술 개발은 30년간의 연구를 통해 중요한 기로에 섰습니다. ITER 중심의 전략에서 벗어나, 소형 핵융합 기술 개발에 대한 적극적인 투자가 필요한 시점입니다. 기술 혁신과 민간 기업의 참여를 통해, 미래 에너지 시장에서 경쟁력을 확보해야 합니다.

 

 

 

 

자주 묻는 질문

Q.ITER은 무엇인가요?

A.ITER은 국제핵융합실험로로, 전 세계 핵융합 전문가들이 참여하여 핵융합 에너지를 연구하는 거대한 프로젝트입니다.

 

Q.고온 초전도체와 저온 초전도체의 차이점은 무엇인가요?

A.고온 초전도체는 영하 20~190도 범위에서 작동하며, 저온 초전도체는 영하 269도에서 작동합니다. 한국은 오랫동안 저온 초전도체 연구에 집중해왔습니다.

 

Q.소형 핵융합 기술은 무엇인가요?

A.소형 핵융합 기술은 ITER보다 작은 규모로 핵융합 반응을 일으키는 기술로, 상용화에 더욱 가깝게 다가가고 있습니다.