미국 MIT 엔지니어 및 과학자들이 핵융합 플라즈마 기압 형성에서 새로운 신기원을 달성했다. 인류가 무한한 에너지원을 얻는데 한발 더 다가섰다는 평가다.
외신에 따르면 MIT 엔지니어와 과학자로 이루어진 연구팀은 특별히 제작한 토카막(Tokamak) 융합로에서 2.05 플라즈마 기압을 형성, 이전보다 15%나 증가하며 신기록을 형성했다. 이 과정에서 형성한 온도가 무려 3500만도나 됐다. 토카막은 핵융합 때 물질의 제4상태인 플라스마 상태로 변하는 핵융합 발전용 연료기체를 담아두는 용기(容器)다.
`플라즈마 압력`은 원자로에서 원자핵융합이 일어나는데 꼭 필요하며, 핵융합은 높은 온도 나 높은 압력에서 두 개 가벼운 원소가 충돌, 하나의 무거운 핵으로 변할 때 질량 결손으로 많은 양의 에너지를 방출하는 현상이다. 핵융합은 태양뿐만 아니라 모든 별에서 나오는 에너지 근원으로 우주 에너지 생성의 근본이기도하다. 일례로 태양 에너지는 플라스마 상태에서 수소끼리 결합해 헬륨으로 변하는 핵융합반응 결과다.
이번 연구는 캠브리지에 있는 MIT `플라즈마 사이언스 & 퓨전 센터`가 수행했다. 이들은 MIT의 `알캐터(Alcator) C 모드(Mod)` 토카마 융합로를 사용, 2.05 플라즈마 기업을 형성하는데 성공했다. 융합로 안의 온도는 무려 3500만도(화시 6300만도)나 됐다. 태양 중심 (약 1500만도)보다도 두배 이상 높은 어마어마한 온도다.
데일 메이드(Dale Meade) 전 프린스튼 플라즈마물리연구소 부소장은 “매우 주목할 만한 업적”이라고 평가했다. 과학자들은 이번 연구결과가 “플라즈마 압력의 높은 자기장이 융합 에너지를 얻는데 매력적인 방법임을 확인시켜줬다”는 반응이다. 이번 연구 결과는 최근 일본 교토에서 열린 국제원자에너지 및 융합 콘퍼런스에서 발표됐다.
한편 프랑스에는 MIT 융합로보다 수백배 더 큰 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)라는 세계최대 토카막 형태 융합원자로가 있다. ITER는 1980년대 후반 국제원자력기구(IAEA) 지원으로 우리나라를 비롯해 미국, 유럽연합, 일본, 러시아, 중국, 인도가 공동으로 수행하고 있는 국제 핵융합 에너지 연구 프로젝트이기도하다.
방은주기자 ejbang@etnews.com
