英, 5초간 핵융합 지속 성공…기후위기 해결에 한걸음 더 근접
2022.02.10 11:37
수정 : 2022.02.10 11:37기사원문
방사성 폐기물 만드는 핵분열과 달리 안전하고 바닷물에 연료도 풍부
화석연료 대체해 탄소 배출 줄여 지구온난화 막을 묘책으로 주목받아
CNN은 9일(현지시간) 영국 과학자들이 종전의 핵융합 지속 시간을 2배 이상으로 늘렸다고 발표했다고 전했다.
핵융합은 2개 이상의 원자가 하나로 합치면서 엄청난 양의 에너지를 방출하는 과정을 말하는데, 태양이나 별들이 밝게 빛나는 것도 바로 이를 통해서이다.
현재 사용되는 원자력은 핵융합이 아니라 핵분열이라는 다른 과정을 이용하는데, 수만년 동안 방사능을 유지하는 폐기물을 만들어내며 2011년 일본 후쿠시마(福島) 원전 참사와 같은 재난 사고 발생 가능성 등 잠재적 위험을 안고 있다.
반면 핵융합은 훨씬 안전한데다 폐기물이 거의 없고, 자연에서 얻어지는 풍부한 연료만을 필요로 해 기후변화를 일으키는 화석연료를 대체할 매력적인 선택지로 받아들여지고 있다.
영국 과학자들은 지난해 12월21일 옥스퍼드 인근에서 토카막이라는 거대한 도넛 모양의 기계에서 5초 동안 59메가줄의 지속적인 핵융합 에너지를 만들어냈다. 5초는 자석이 과열되기 전 기계가 전력을 유지할 수 있는 한계치이다.
핵융헙 과정에서 태양의 중심보다 10배나 뜨거운 1억5000만도의 고온을 견뎌낼 자기장이 필요하다.
유로퓨전의 토니 도네 최고경영자(CEO)는 기자회견에서 "우리의 실험은 미래의 핵융합발전소를 위해 계획된 것과 정확히 같은 혼합연료를 사용하여 지속적인 핵융합 과정이 가능하다는 것을 처음으로 보여주었다"고 말했다.
유로퓨전은 유럽 전역에서 온 4800명의 전문가, 학생, 스태프로 구성된 컨소시엄으로, 유럽연합(EU) 집행위원회로부터 자금을 지원받아 영국 원자력청과 협력해 이 프로젝트를 수행해 왔다.
핵융합 실험은 수소의 동위원소인 중수소와 삼중수소를 연료로 사용하는데, 이 원소들은 상업적 규모의 융복합에 사용될 가능성이 높으며 바닷물에서 얻을 수 있다.
전문가들은 영국 과학자들이 얻어낸 결과는 핵융합이 가능하다는 것을 증명하며, 기후 위기 해결이 더이상 몽상이 아니라는 것을 보여준다고 말했다. 영국 원자력청의 이언 채프먼 청장은 "우리는 최대의 과학적 도전 중 하나를 정복하는데 크게 가까워졌다"고 말했다.
임페리얼 칼리지 런던의 핵물질 연구원 마크 웬만도 실험 결과에 대해 "흥미롭다"며 "융합 에너지는 더 이상 먼 미래의 꿈만이 아니다. 유용하고 깨끗한 동력원을 만들기 위한 공학이 달성 가능하고 현재 일어나고 있다"고 말했다.
유럽공동토러스(JET, Joint European Torus)라고 불리는 옥스포드의 토카막의 성공은 한국과 미국, 중국, EU, 인도, 일본 및 러시아의 지원을 받는 프랑스 남부의 융합메가프로젝트 국제행융합원자로(ITER)에도 큰 호재가 될 것으로 보인다. ITER 프로젝트는 80%가 구축됐으며 2025~2026년 사이 핵융합 시작을 목표로 하고 있다.
JET의 목표는 핵융합이 생성되고 유지될 수 있다는 것을 증명하는 것이었지만, ITER의 목표는 50 ㎿의 연료를 투입하여 500㎿의 핵융합 전력을 생산하는 것이다.
한편 케임브리지 대학의 토니 룰스턴은 "JET의 결과는 인상적이며, 실험을 진전될 수록 아마 더 나아질 것이지만, 5초밖에 지속되지 않았다. 훨씬 더 긴 핵융합 연소가 요구된다"고 말했다.
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