[프리즘]핵융합

　태양처럼 스스로 빛을 내는 별의 에너지는 대부분 핵융합 반응으로 얻어진다. 핵융합 반응은 초고온의 플라즈마 상태에서 가벼운 원자핵들이 융합하는 과정을 거치면서 무거운 원자핵으로 바뀌는 현상이다. 또 플라즈마는 일상생활에서 볼 수 있는 고체나 액체, 기체가 아닌 원자핵과 전자가 분리된 제4의 물질 상태다. 쉬운 예로 번개나 오로라 또는 형광등·네온사인이 모두 플라즈마에 해당된다. 핵융합은 우주 내 수소가스가 별의 자체 인력에 의한 응축과정을 거치면서 내부 압력이 높아지면 수소 원자가 상호 충돌을 일으키게 되고, 일정 온도 이상에 다다를 경우 수소원자가 융합한 형태인 헬륨이 만들어진다. 빛도 이때 생기게 된다. 핵반응에서 방출된 열이 뻗어 나오는 현상이 바로 빛이다.

　그동안 국내외에서는 이러한 핵융합 반응을 이용해 에너지를 얻기 위한 연구가 꾸준히 진행돼 왔다. 국내에서는 인공태양이라 불리는 국가 핵융합연구소의 ‘KSTAR’가 대표적인 연구과제다. 지난 95년 착수돼 오는 14일 건설 완료를 앞두고 있다. 핵융합 발전은 바닷물에 널려 있는 중수소와 지표면에서 쉽게 추출할 수 있는 리튬(삼중수소)을 원료로 하기 때문에 자원이 거의 무한하다. 바닷물에는 중수소가 50조톤가량 포함돼 있고, 이를 전 세계 전략 생산량에 해당하는 100만㎾의 발전소 1500기로 환산할 경우 수천억년은 너끈히 쓸 수 있는 양이다. 리튬 또한 전 세계의 발전소를 모두 운영하더라도 족히 150만년은 공급할 수 있는 양이 존재한다.

　해외에서는 우리나라가 유럽과 일본·미국 등과 공동으로 참여하고 있는 ‘이터’(ITER) 프로젝트가 있다. 2015년까지 51억유로를 쏟아 부을 계획이다. 현재까지는 핵융합 에너지 생산 단가가 원자력 발전의 10∼20배나 된다. 기술적으로는 초고온 핵융합을 제어하는 기술과 장시간 운전할 수 있는 기술 개발 등이 난제다. 어쨌거나 국가핵융합연구소가 오는 2040년께 상용화를 장담하고 있으니, 기다려보자.

박희범 전국취재팀장@전자신문, hbpark@