[과학1열] 핵융합 상용화 핵심 초전도체 기술 자립 나선다!

[앵커]
정부가 오는 2035년까지 핵융합 상용화의 핵심 기술인 초전도체 기술을 확보하겠다고 밝혔습니다.

핵융합 초전도체 기술은 무엇이며, 목표 달성을 위해 필요한 것은 무엇인지 이성규 기자와 알아보겠습니다.

안녕하세요.

[앵커]
핵융합 발전은 미래 유망 에너지 기술로 불리는데요. 우선 핵융합 발전이 무엇인지부터 설명해주시죠?

[기자]
네, 핵융합 발전은 말 그대로 핵을 융합하는 방식인데요.

구체적으로 중수소와 삼중소수를 1억℃ 이상의 초고온 플라즈마 상태에서 융합해 에너지를 얻습니다.

현재 상용화된 원자력 발전이 핵분열인 우라늄 분열을 이용하는 것과 차이가 있습니다.

전 세계적으로 핵융합 발전은 아직 상용화되지는 않았고요.

인공태양으로 불리는 국제핵융합로사업, ITER를 통해 핵융합 발전의 상용화 가능성을 검증하는 단계입니다.

[앵커]
네, 그렇군요. 그럼 핵융합 발전과 초전도체 기술은 어떤 관계가 있는 건가요?

[기자]
네, 말씀드렸듯이 핵융합은 중수소와 삼중수소를 1억℃ 이상의 초고온 플라즈마 상태에서 융합하잖아요.

핵융합로 내부의 플라스마는 1억℃ 이상의 초고온 상태이므로 플라즈마를 특수 진공 용기 안에 안정적으로 가둬야 하는데요.

이를 위해서 강력한 자기장이 필요한데, 초전도체 기술이 이 자기장을 형성하는 데 필수입니다.

이런 이유로 초전도체 기술이 핵융합의 핵심 기술로 불리는 겁니다.

초전도체 기술은 기술 난도가 높고 장기간의 연구개발이 필요한 분야거든요.

현재 글로벌 민간기업과 선도 연구기관이 중심으로 이 분야 경쟁이 심해지면서, 우리나라도 기술 자립의 필요성이 점점 커지고 있습니다.

[앵커]
최근에는 고온 초전도체 기술이 많이 언급되는데, 이건 어떤 기술이고 핵융합 소형화와는 어떤 관련이 있나요?

[기자]
네, 앞서 말씀드린 국제핵융합로 ITER는 플라즈마를 가두기 위해서 대형 장치가 필요한데요.

이런 점에서 대형 핵융합이라고 부릅니다.

고온 초전도체 기술은 소형 핵융합의 핵심 기술로 꼽히는데요.

고온 초전도체는 영하 196도의 액체질소로 냉각해 초전도 자석을 만들 수 있는데요.

ITER 핵융합 장치에서는 영하 269도의 액체헬륨으로 냉각해 초전도 자석을 만들었습니다.

또 고온 초전도체는 20테슬라에 달하는 높은 자장을 얻을 수 있습니다.

ITER의 경우 최대 자장이 15테슬라 정도입니다.

종합해보면 고온 초전도체 기술이 더 낮은 온도에서 높은 자기장을 구현해 핵융합로 소형화에 유리하다는 겁니다.

실제 미국 핵융합 스타트업 커먼웰스퓨전시스템스는 고온 초전도 자석을 활용해 소형화된 핵융합로를 개발했는데요.

이 스타트업은 빌 게이츠와 구글 등으로부터 대규모 투자를 유치하기도 했습니다.

미국 핵융합 산업협회 보고서를 보면 오는 2030년까지 전 세계 핵융합 관련 기업은 60개 정도로 늘 것으로 추산됩니다.

[앵커]
네, 이런 흐름 속에서 정부가 핵융합 초전도체 기술 자립화 전략을 내놨죠. 세계 최고 수준의 초전도체 시험 인프라를 구축하겠다고 밝혔는데요?

[기자]
네, 정부는 16테슬라(T)급 초전도체 시험시설을 구축할 계획인데요.

16테슬라급 초전도체 시설을 통해 고성능의 초전도체의 성능과 신뢰성을 국내에서 직접 시험하고 검증할 기반을 마련하겠다는 겁니다.

현재 이 시설을 전남 나주에 있는 한국에너지공과대학 내에 건설하고 있고요.

상반기 안으로 실험동 건설을 완료하고 2028년까지 구축을 완료할 예정입니다.

현재 스위스에 술탄(sultan) 시설이 최대 12테슬라까지 초전도체 성능시험이 가능합니다.

[앵커]
네, 세계적인 핵융합 선도 그룹과 글로벌 협력 방안도 나왔는데 이건 어떤 내용인가요?

[기자]
네, 글로벌 협력을 통해 기술을 고도화할 계획입니다.

한국핵융합에너지연구원은 유럽입자물리연구소와 공동 연구를 통해 기술 수준을 업그레이드할 계획이고요.

정부는 또 유럽연합과 공동으로 전력 생산, 삼중수소 생산의 핵심부품인 핵융합블랭킷 기술을 개발하고 있습니다.

앞서 언급했던 핵융합로 소형화를 위한 고온초전도체 기술 개발도 본격 추진하는데요.

정부는 자석 제작에 필요한 핵심 소재, 공정, 성능 검증 기술 확보를 위한 중장기 연구개발을 추진합니다.

또 산학연이 참여하는 원팀 협력 체계도 구축해 기술 개발, 실증, 산업 연계를 함께 추진한다는 계획입니다.

이를 통해 2035년까지 핵융합 초전도체 기술을 확보해 기술자립과 산업 경쟁력 강화를 이루겠다는 목표인데요.

초전도체 기술은 각국이 경쟁적으로 뛰어들고 있지만, 기술적 해결이 까다로운 만큼 어떤 성과 낼 수 있을지 지켜봐야겠습니다.

[앵커]
네, 오늘 말씀 감사합니다.



YTN 사이언스 이성규 (sklee95@ytn.co.kr)