원전 다음은 핵융합...“10년 안에 핵심기술 확보”

과기부, 핵융합 핵심기술 로드맵(안) 발표 2035년까지 8대 핵심기술 확보 목표 핵융합로 소형화와 전력 생산에 초점 과학기술정보통신부가 22일 발표한 핵융합 핵심기술 개발 로드맵(안). [사진=과학기술정보통신부] 정부가 ‘꿈의 에너지’라고 불리는 핵융합의 핵심기술을 10년 내에 확보하겠다는 계획을 내놨다. 세계 주요국들이 핵융합 기술을 선점하기 위해 경쟁하는 가운데, 한국도 경쟁에 본격 뛰어들겠다는 목표다. 과학기술정보통신부는 22일 ‘핵융합 핵심기술 개발전략 포럼’을 개최하고 기술 개발 로드맵(안)을 발표했다. 차세대 청정 에너지원으로 주목받는 핵융합에너지 실현을 위해 정부는 그간 산학연 전문가와 함께 기술 개발 로드맵을 마련해왔다. 핵융합에너지는 인공적으로 원자 간의 핵융합 반응을 구현해 에너지를 생산하는 방식이다. 태양 같은 항성의 초고온‧고압 환경에서 수소 원자들은 헬륨으로 합쳐지는 과정에서 큰 에너지를 만들어낸다. 때문에 핵융합 발전은 ‘인공태양’을 만드는 과정으로도 비유된다. 원자력 발전이 원자의 분열에서 에너지를 얻는다면, 핵융합은 완전히 반대의 과정이다. 원전과 달리 우라늄 같은 방사선 물질도 필요 없고, 핵폐기물도 남지 않는다. 동시에 얻을 수 있는 에너지는 막대하다. 원자가 합쳐질 때 일부 질량이 사라지는데, 질량이 엄청난 양의 에너지로 바뀌기 때문이다. 이론적으로는 연료 1g으로 얻을 수 있는 에너지가 석유 8t에 맞먹는다. 다만 기술적으로 핵융합을 구현하고 상용화하기까지는 넘어야 할 산이 많다. 한국과 미국, 유럽연합 등이 참여하는 국제핵융합실험로(ITER) 역시 가동 시점이 올해로 계획되어 있었으나, 기술적 한계로 2033년으로 미뤄졌다. 정부가 핵융합 핵심기술 확보에 나서는 건 이 같은 과도기 상황에서 고지를 선점하기 위해서다. 이날 발표된 로드맵 안에 따르면, 정부는 8대 핵심기술을 2035년까지 확보할 계획이다. 8대 핵심기술은 노심 플라즈마 제어, 디버터, 가열 및 전류구동, 초전도 자석, 블랑켓, 핵융합 소재, 연료주기, 안전‧인허가 등이다. 8대 핵심기술은 크게 소형화 기술과 전력생산 기술로 나누어진다. 한국은 2007년부터 핵융합 연구로인 KSTAR를 독자 개발해 사용하고 있는데, 이 경험을 살려 기술 고도화에 나설 예정이다. 핵융합을 일으키려면 초고온 환경이 필요하기 때문에 노심에 플라즈마 상태를 만들고 유지해야 한다. 8대 핵심기술에 들어간 플라즈마 제어와 가열 구동 등이 모두 소형화 설비에 필요한 기술이다. 초전도 자석 역시 플라즈마를 안정적으로 가두기 위해 필수적이다. 플라즈마를 만들고 유지하기 위해서는 큰 에너지가 들어간다. 핵융합이 상용화되기 위해서는 들어간 에너지보다 더 많은 에너지를 만들 수 있어야 한다. 아직은 이 특이점을 넘지 못한 상태다. 때문에 핵융합 소재, 연료 주기 등 정부가 발표한 핵심 기술 일부는 전력 생산에 초점이 맞춰져 있다. 학계와 산업계는 이 같은 계획에 기대감을 표하고 있다. 홍봉근 전북대 양자시스템공학과 교수는 “정부 계획에 전력 생산이 들어간 건 처음”이라며 “잘 실행된다면 한국도 핵융합 분야에서 경쟁력을 확보할 수 있을 것”이라고 했다. 과기정통부 관계자는 “처음에는 공공 주도로 추진하더라도 나중에는 민간 주도로 개발할 수 있도록 다양한 방법을 검토하고 있다”고 밝혔다.