中 ‘2035년 핵융합 발전소 건설’ 꿈 이뤄질까

프랑스 국제핵융합실험로 모델로 2035년 도입 계획 발표 조강희 기자l승인2018.01.02l수정2018.01.02 11:28

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▲ 중국의 핵융합실험로에서 작업자들이 설비 보수작업을 하고 있다.

상하이 등 3개 도시 유치 경쟁…핵융합 현상 수개월 유지가 목표

[한국에너지신문] 중국이 2035년까지 ‘꿈의 에너지’로 불리는 핵융합 발전소 도입계획을 발표했다.

홍콩 사우스차이나모닝포스트 등 외신 보도에 따르면 중국이 핵융합 발전소 도입계획을 세움에 따라 상하이·허페이·청두 등 3개 도시가 치열한 유치경쟁에 돌입했다.

핵융합 발전소는 태양이 타오르는 원리인 핵융합을 적용한 발전소로 원료인 수소를 지구상에서 쉽게 얻을 수 있다. 방사선이 발생하지 않아 ‘꿈의 에너지’로 불린다. 이 발전소는 수소가스를 태양의 내부 온도보다 10배나 높은 섭씨 1억도 이상의 초고온 플라스마 상태로 만들어 중수소와 삼중수소가 헬륨으로 융합하는 과정에서 나오는 막대한 에너지를 이용한다.

중국은 프랑스 남부에 짓고 있는 국제핵융합실험로(ITER)를 기본 모델로 삼아 2035년까지 핵융합 발전소를 건설하는 계획을 추진하고 있다. 상하이, 허페이, 청두 등 중국 대도시들은 이 발전소를 유치할 경우 세계 각국에서 과학 인재를 끌어들일 수 있고 세계 최고의 혁신도시라는 명성을 얻을 수 있다는 점에 주목하고 핵융합 발전소를 유치하는 데에 힘을 쏟고 있다.

문제는 목표의 현실성 여부다. 중국의 목표는 핵융합을 수개월 동안 유지하는 것이다. 중국은 이미 핵융합 연구에서 미국을 앞섰다는 평가를 받고 있다. 중국 플라스마연구소 핵융합 실험로는 올해 6월 세계 최초로 5000만℃ 이상의 초고온 플라스마 상태를 100초 이상 유지하는 데에는 일단 성공했다. 하지만 프랑스의 ITER만 해도 핵융합 유지 목표 시간이 10분인 점을 감안할 때, 너무 낙관적인 목표가 아니냐는 의견이 중국 현지에서도 나오고 있다.

ITER이 시간과 돈을 너무 많이 소요하고 있는 점을 볼 때 중국의 계획이 성공할 수 있을지는 더 지켜봐야 한다는 의견이 우세하다. 유럽연합, 미국, 러시아, 중국 등이 참여한 ITER은 계획에 따르면 10년 전에 이미 끝났어야 했고, 지금까지 투입된 예산은 우리 돈으로 28조 원에 달한다. 하지만 지금은 2020년대 중반에 끝날 수 있을지도 미지수라는 것이 이 계통 연구자들의 공통적인 지적이다.

돈이 많이 드는 이유는 ‘인공 태양’이라는 별명과 같이 핵융합 장치의 온도가 너무 뜨겁기 때문이다. 핵융합에 필요한 초고온 플라스마에 주변 장치가 닿으면 모든 물체가 녹아내린다.

플라스마를 진공 공간에 띄워놓고 핵융합을 유도할 도넛 모양의 ‘토카막(tokamak)’이라는 장치를 만들 초전도 코일, 코일을 만들 초저온 액체, 초고온을 견딜 내벽 등 다양한 조건이 모두 충족돼야 실험에라도 성공할 수 있다. 핵융합 현상을 수개월 동안 유지하기 위해서는 이러한 성질을 극대화해야 한다.

미국의 핵융합 연구에 참여했던 중국 베이징대의 한 교수는 “핵융합 프로젝트는 자칫 잘못하면 ‘돈 먹는 하마’가 될 수 있다”며 “핵융합 과정에서 유출될 중성자가 주변 환경에 미칠 치명적인 영향도 고려해야 한다”고 말했다.


조강희 기자  knews7@koenergy.co.kr
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