"안정적 핵융합로 가동 위한 물리학적 조건 충족 근접, 청정 핵에너지 토대" 마련

중국과학원 플라스마 물리연구소, 핵융합실험로에서 1억도 인공태양 실험 성공
전문가 "연료인 중수소와 삼중수소 간 핵융합이 일어나는 최적의 온도는 1.5억도"

 

중국과학원 플라스마 물리연구소가 핵융합 실험로인 이스트(EAST·Experimental Advanced Superconducting Tokamak)를 활용해 1억도에 달하는 열을 내는 ‘인공태양’ 실험에 성공했다고 중국 CCTV와 글로벌타임스 등이 13일 밝혔다. 

핵융합 발전소는 수소 가스를 태양의 내부 온도보다 10배나 높은 1억도 이상의 초고온 플라스마 상태로 만들어 중수소와 삼중수소가 헬륨으로 융합하는 과정에서 막대한 에너지를 생산한다. 원료인 수소를 쉽게 얻을 수 있을 뿐만 아니라 방사선 발생이 없어 ‘꿈의 에너지’로 불리지만, 태양과 같은 핵융합 반응을 위해서는 1억도 이상의 초고온 플라스마 상태를 만들어야 한다.

중국은 지난해 7월 5,000만도의 초고온 플라스마 상태를 101.2초간 유지한데 이어 이번에 1억도 온도를 달성했다. 중국은 오는 2035년을 목표로 핵융합 발전소 건설을 추진하고 있다. 플라스마 물리연구소 측은 “앞으로 안정적인 핵융합로 가동을 위한 여러 물리학적 조건을 충족하는데 근접했다”며 “인류의 청정 핵에너지 개발에 중요한 기술적 토대를 놓았다”고 자평했다.

전문가들은 핵융합 발전을 실현하기 위해서는 초고온의 고밀도 중수소와 삼중수소 이온을 안정적으로 장시간 가두어두고 외부의 보조가열 없이 자발적으로 핵융합이 지속되도록 해야 한다고 설명한다. 핵융합으로 생성된 에너지를 열에너지로 전환하는 기술도 필요하다. 유석재 국가핵융합연구소 소장은 “중수소와 삼중수소 간 핵융합이 일어나는 최적의 온도는 1억5,000만도”라며 “핵융합에너지는 이산화탄소 배출이 없고 연료는 바닷물로부터 거의 무한공급이 가능하다”고 밝혔다.  

한편 중국과 미국, 한국, 일본, 러시아, EU, 인도 총 7개국은 프랑스 카다라슈 지역에 2025년 완공을 목표로 국제핵융합실험로 ITER(International Thermonuclear Experimental Research) 건설을 추진하고 있다. ITER은 2035년부터 보조가열 없이 1억5,000만도에서 자발적 핵융합 유지에 대한 실험을 통한 검증을 목표로 하고 있다.

중국과학원 플라스마 물리연구소 핵융합실험로 이스트. /신화통신