<글로벌 카페>‘제2 태양’ 핵융합발전 세계는 상용화 경쟁중

원자력 발전을 놓고 요즘 말이 많다. 원전은 경제성이 뛰어나고 온실가스를 거의 배출하지 않는 대신 대형 사고 위험, 방사능 폐기물 처리 문제 등 사회적 비용이 너무 많이 든다. 전자를 강조하면 원전 유지를 지지하게 되고 후자를 강조하면 원전 폐기 주장에 다다르게 된다. 태양광, 풍력, 조력 등 신재생에너지가 원전의 대안으로 거론되지만 현 에너지 효율로 보면 어림없는 소리다. 석탄, 석유, 가스 등 화석 연료 역시 기후 변화 대응을 위해선 지금보다 훨씬 줄여야 한다.

그럼 우리 인류의 에너지 문제를 해결할 방법은 없을까. 이론상으로는 있다. 바로 지구상에서 인공 태양을 만드는 것이다. 원전이 핵분열을 통해 에너지를 생성한다고 하면 핵융합 발전은 태양과 마찬가지로 핵융합 과정을 통해 에너지를 만들어내는 것이다. 핵융합 발전은 무엇보다 적은 양의 연료로 많은 에너지를 생산할 수 있다는 장점이 있다. 또 원전의 약점 중 하나인 방사능 폐기물도 거의 만들어내지 않는다.

현재 한국, 중국, 일본, 미국, 유럽연합(EU) 등이 핵융합 발전을 상용화하기 위해 각축을 벌이고 있다. 워낙 고난도 기술이기 때문에 2040년쯤 상용화가 될 수 있을 것으로 예상되고 있다. 이 와중에 중국이 최근 놀라운 기술적 성취를 달성했다. 중국 과학원은 지난 3일 안후이(安徽)성 허페이(合肥)시에 있는 핵융합유도토카막실험장치(EAST)에서 101.2초 동안 고성능 플라스마를 발생시키는 데 성공했다고 6일 밝혔다. 이는 지난해 우리나라의 한국형초전도핵융합연구장치(KSTAR)가 발생시킨 72초 기록을 깬 것이다. 이 두 나라와 일본, 미국, EU, 러시아 등은 2006년부터 프랑스 남부 카다라슈에 국제 공동 핵융합 실험로인 ITER를 짓고 있다.

핵융합 발전의 원리는 간단하다. 중수소, 삼중수소 등 핵융합 발전 원료의 원자핵을 가열하면 평균 운동에너지가 증가하고 이 운동에너지가 0.1MeV(메가전자볼트)를 넘어서면 핵융합이 일어나는데 이때 온도가 지구 기준으로 약 1억도다. 핵융합 발전을 하기 위해선 1억도 이상의 온도를 지속적으로 유지해야 한다. 인류가 과연 기술 혁신을 통해 에너지 문제를 깨끗하게 해결할 수 있을지 관심이 집중되고 있다.

유회경 기자 yoology@munhwa.com