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핵융합, 차세대 에너지원으로 주목… 원자력보다 안전, 자원 무한, 고효율

2017-03-19기사 편집 2017-03-19 17:58:03

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원자력 발전의 안전성 문제가 대두되자 핵융합 발전 기술이 주목받고 있다.

아직까지 에너지를 얻지 못하는 연구단계이지만, 원자력 발전보다 안전하고 자원이 무한한 고효율 에너지라는 점에서 미래의 대안에너지원으로 떠오르고 있다.

19일 국가핵융합연구소에 따르면 한국의 에너지 수입의존도는 97%로 △석유 소비량 세계 7위 △석유 정제능력 세계 5위 △전력 소비량 세계 12위의 세계 10대 에너지 소비국이다.

한국을 비롯한 세계 각국은 석유와 천연가스 등 화석연료를 통해 각국의 전기에너지 상당 부분을 생산해 내는 만큼, 자원의 안정적 확보와 동시에 새로운 대체 에너지 개발에 나서고 있다.

그 중에서도 핵융합 발전은 한국과 유럽연합(EU), 일본, 러시아, 미국, 중국, 일본 등 7개국이 참여해 '핵융합 발전 실험로' 건설을 목표로 프로젝트를 진행중이다.

핵융합은 바닷물에 풍부한 중수소와 지표면에서 추출할 수 있는 리튬을 원료로 해 자원이 무한하다. 또 핵융합 연료 1g은 석유 8t에 해당하는 에너지를 생산하며, 욕조 반 분량의 바닷물에서 추출하는 중수소와 노트북컴퓨터 배터리 하나에 들어가는 리튬의 양만으로 한 사람이 30년 간 사용할 수 있는 전력을 생산할 수 있다.

이와 함께 온실가스를 배출하지 않고, 원자력 발전의 0.04%에 불과한 소량의 방사능에 의해 중·저준위 폐기물이 발생하지만 10년에서 100년 이내에는 모두 재활용이 가능해진다. 원자력과는 달리 장기적 폐기물 처리시설이 필요치 않고, 사고가 발생하더라도 핵융합로 내부의 진공상태에 있는 수소 에너지들이 모두 빛으로 변해 열을 흡수함과 동시에 전원이 꺼져 발전소 폭발 혹은 방사능 누출 위험이 없다.

관건은 지구상에 존재하지 않는 섭씨 1억 도 이상의 초고온 플라즈마를 만들어내는 것과, 이를 가두는 그릇 역할을 하며 인공태양이라고 불리는 '핵융합 장치'를 만드는 것이다.

한국은 핵융합 건설 핵심 기술을 독자적으로 확보하며 단기간에 핵융합 연구를 주도하는 주도국으로 성장했다. 지난 2007년 완공된 핵융합장치 'K스타'는 지난해 고성능 플라즈마 운전 유지시간 70초를 달성해 세계 최장 운전기록을 세웠다. K스타는 기존 핵융합 장치들이 해결할 수 없었던 핵융합 상용화를 위한 필수과제인 '장시간 핵융합 플라즈마 운전'과 '제어기술 습득' 등의 개발을 목적으로 하는 국제 공동연구장치로 자리매김 했다.

핵융합연구소 관계자는 "2040년대 핵융합을 이용한 전기 생산을 실증한 후 상용로 건설이 가능할 것으로 보고 있다"며 "한국도 K스타와 함께 세계 7개국이 참여하는 프로젝트의 참여를 통해 핵융합에너지 상용화를 위한 난제를 해결할 수 있도록 하고 비슷한 시기 한국형 핵융합 발전소 건설을 목표로 하고 있다"고 말했다.

한편, 핵융합이란 섭씨 1억 도 이상의 고온에서 가벼운 원자핵이 융합해 더 무거운 원자핵이 되는 과정에서 에너지를 창출해 내는 방법으로, 이 과정을 이용하여 수소폭탄이 만들어졌다. 이 핵연료는 무한하며, 방사성 낙진도 생기지 않고 유해한 방사능도 적다.

김달호 기자



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