“초전도핵융합연구장치, 원자력과 같지만 사고 위험성·폐기물 발생 없어”

과기정통부, 초전도핵융합연구장치 현장 투어
"안전·깨끗한 미래 에너지…핵융합 상용화 진행"
2035년까지 공학설비, 2040년부터 상용화 목표

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대전 유성구 한국핵융합에너지연구원에 있는 초전도핵융합연구장치 KSTAR./사진=박진숙 기자

"KSTAR(케이스타)는 핵융합 반응을 이용해서 에너지를 만드는 것인데, 가장 큰 장점은 원자력발전과 비슷한 기가와트 수준의 에너지를 만들지만 사고 위험성이나 폐기물과 같은 원자력의 단점들이 원천적으로 없다는 것입니다."

지난 22일 대전 유성구 한국핵융합에너지연구원(한국핵융합연)에서 진행된 KSTAR(초전도핵융합연구장치, Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 현장투어에서 유석재 한국핵융합연 원장은 우리나라에서 독자적으로 개발한 토카막형 핵융합 연구 장치인 'KSTAR'의 장점에 대해 강조했다.

'KSTAR'는 핵융합 반응이 일어나도록 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 만들고 강력한 자기장을 이용해 가두는 자기밀폐형 핵융합 장치다. 한국핵융합에너지연구원이 지난 1995년 개발에 착수해 2007년 완공했으며, 매년 플라즈마 실험을 통해 핵융합 상용화에 필요한 난제 해결 연구를 진행 중이다.

유석재 원장은 차세대 에너지원으로 '인공태양' 기술인 핵융합에너지가 부상하고 있다는 점을 언급했다. 유 원장은 "KSTAR의 성공적인 건설과 운영 덕분에 핵융합 관련 10대 원천기술을 확보할 수 있었다"면서 "핵융합 연구의 후발국이었던 우리나라가 핵융합 원천기술을 확보하고 핵융합에너지 상용화를 위한 연구를 선도할 수 있게 됐다"고 내세웠다.

KSTAR는 2008년 최초 플라즈마 발생에 성공한 이후 본격적인 실험에 돌입해 2010년에는 초전도 핵융합 장치로는 세계 최초로 고성능 플라즈마 상태인 H-모드를 달성했다. 2016년에는 세계 최초로 H-mode 운전을 70초간 지속하는 데 성공했다.

2018년에는 이온온도 1억도의 초고온 플라즈마 운전을 세계 최초로 달성하며 본격적으로 핵융합상용화 핵심기술 분야인 초고온 플라즈마 운전 연구에 들어갔다. 2020년 1억도 운전 20초, 2021년 1억도 운전 30초 달성으로 핵융합 핵심 기술 분야의 세계 기록을 이어가고 있다.

	STAR(초전도핵융합연구장치) 현장투어	0
22일 대전 유성구 한국핵융합에너지연구원에서 진행된 KSTAR(초전도핵융합연구장치) 현장투어에서 윤시우 한국핵융합에너지연구원 부원장이 KSTAR 제어실에서 KSTAR 구조와 시스템에 대해 설명하고 있다./사진=박진숙 기자

조선학 과학기술정보통신부(과기정통부) 거대공공연구정책관은 "주요 ITER(국제 핵융합 실험로) 참여국은 2040~50년대에 초전도핵융합연구장치를 통한 전력생산을 목표로 실증로 개발계획 수립하고 설계 및 R&D에 착수했다"면서 "우리나라고 향후 2035년을 표적으로 삼고 있는데, 전력 생산 상용화를 기대한다"고 말했다

과기정통부는 올해 상반기 산·학·연 전문가가 참여하는 '실증로 설계 TF'를 구성해 2026년까지 예비개념설계를 한 후, 2027년부터 2035년까지는 고성능 플라즈마 조건의 정상상태 운전 시나리오 개발을 통해 '핵융합 전력 생산 실증로'용 운전 기술 개발 연구를 수행할 계획이다.

우리나라는 KSTAR 건설을 통해 세계 최고 성능의 초전도자석 제작 기술 등 핵융합 관련 10대 원천기술을 확보할 수 있었으며, KSTAR 건설에 참여한 70여 개 산업체들은 KSTAR 건설 과정에서 얻은 노하우를 바탕으로 ITER 사업의 국내 조달 품목 제작과 ITER 국제기구에 발주하는 사업에 참여하는 성과를 거뒀다.

이날 현장 투어에 함께 한 오태석 과기정통부 제1차관은 "핵융합로가 정말 중요해졌고 실용화를 위한 과학기술이 난제로 있는데 에너지원 확보를 위해서는 선도국들과 경쟁해야 하는 만큼, 정부에서도 지원해서 준비해나가려고 한다"고 말했다.

오태석 제1차관은 또 "핵융합발전에서 무엇보다 중요한 것은 경제성 문제인데, 어떻게 효율화할 것인지가 관건"이라며 "핵융합발전을 통해 전기 생산이 가능한지 실증·확정되면 준비해나갈 계획이며, KSTAR 건설에 참여한 기업들 또한 부가가치를 창출할 것으로 본다"고 강조하며 행사를 마무리했다.