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유럽 연구진, '꿈의 에너지' 핵융합 실현 새 이정표 작성

기존 최고치 대비 2배 이상 열에너지 얻어
韓·美·中·日 등 7개국 참가 프로젝트 ITER에 큰 도움

(서울=뉴스1) 박병진 기자 | 2022-02-10 10:45 송고
영국 옥스퍼드 근처 컬햄에 위치한 핵융합 연구장치 '제트'(JET·Joint European Torus) © 뉴스1

꿈의 에너지라 불리는 핵융합 에너지 개발이 새로운 이정표에 도달했다. 핵융합 현상을 안정적으로 구현하고 유지하는 기술을 통해 기존 연구 결과 대비 2배 이상의 전력을 생산하는데 성공하면서다.

핵융합이란 태양과 같은 초고온 플라스마 상태에서 수소와 같은 가벼운 원자핵들이 융합해 하나의 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 현상을 말한다. 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 방출되는데, 이를 '핵융합 에너지'라고 한다. 핵융합 에너지를 얻으려면 원료인 중수소와 삼중수소가 필요하다.

핵융합 발전은 엄청난 에너지를 얻을 수 있다는 장점도 있지만 원료를 쉽게 구할 수 있다는 장점도 있다. 중수소는 바다에 풍부히 녹아있다. 삼중수소는 희유금속으로 분류되는 리튬에서 구할 수 있다.

핵융합 에너지는 이산화탄소와 같은 오염물질이 없을 뿐만 아니라 방사성 폐기물 자체가 생산되지 않고 자원 고갈의 염려도 없어 꿈의 에너지로 여겨진다.

9일(현지시간) 미국 CNN방송, 영국 파이낸셜타임스(FT) 등에 따르면 유럽 공동 연구진은 영국 옥스퍼드 근처 컬햄에서 영국원자력청(UKAEA)이 운영하는 핵융합 연구장치 '제트'(JET·Joint European Torus)를 통해 5초 동안 59메가줄(MJ)에 달하는 열에너지를 생산해냈다고 밝혔다.

이는 지난 1997년 JET에서 실시된 비슷한 실험에서 얻어낸 22MJ의 2배 이상에 해당하는 것이다.

이언 채프먼 UKAEA 청장은 이번 연구 결과를 "과학계의 가장 큰 도전 중 하나를 정복하는 데 연구자들을 더 가깝게 하는 획기적인 사건"이라고 평가했다.

그는 "우리는 미래 세대를 위해 지구를 보호할 지속가능한 저탄소 에너지원을 공급하기 위해 필요한 지식을 쌓고 신기술을 개발하고 있다"며 "우리의 세계는 핵융합 에너지를 필요로 한다"고 강조했다.

다만 이번 실험 결과가 희망적이기는 하지만 아직 상용화하는 거리가 먼 수준이라는 게 과학계의 대체적인 평가다.

이번 실험에서 얻어낸 59MJ은 전력 단위로는 11메가와트(㎿)로, 약 60개의 주전자를 끓일 수 있는 수준이다.

이에 대해 UKAEA와 이번 연구를 공동으로 수행한 핵융합 프로젝트 '유로퓨전'(EUROfusion)의 토니 던은 이번 연구 결과로 과학자들이 올바른 길을 가고 있다는 게 입증됐다고 주장했다.

던은 "만일 우리가 핵융합을 5초 동안 유지할 수 있다면 향후 기계로 작업을 확장해 5분, 5시간 동안 핵융합을 할 수 있다"고 강조했다.

이번 연구 결과는 한국, 미국, 일본, 유럽연합(EU), 중국, 러시아, 인도 등 7개 회원국이 참가한 핵융합 장치 개발 협력 프로젝트인 국제핵융합실험로(ITER) 연구에 큰 도움이 될 것으로 평가된다.

2025~26년 핵융합을 시작하는 것을 목표로 현재 프랑스 남부에서 80%가량 건설이 진행된 ITER 프로젝트는 핵융합을 통해 에너지를 생산할 수 있다는 사실 자체를 증명하던 JET 등 기존 연구에서 한발 더 나아가 탄소 배출 없이 핵융합만으로 대량의 에너지를 안정적으로 생산·활용하는 방안을 찾는 것을 목표로 하고 있다.

조지 프리먼 영국 과학연구혁신부 장관은 영국이 핵융합 에너지의 성공을 돕는데 전념하고 있다고 밝혔다. 그는 "우리는 우리의 에너지 믹스에 반드시 핵융합 에너지를 채택하고 이 기술이 다가오고 있다는 것을 에너지 부문에 분명히 할 것"이라고 말했다.


pbj@news1.kr

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