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지구를 지키는 핵융합 ‘인공태양’

  • 2015.01.10.
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인공태양

자원이 부족한 우리나라. 에너지 자원 고갈은 전 세계적으로도 인류 생존을 위해 반드시 해결해야 할 주요 과제인데요. 현존하는 에너지 자원들은 그 양이 일부 국가에 편중되어 있거나 매장량이 한정적이고 에너지 효율성 측면에서도 다소 부족한 상황이랍니다.

이대로라면 흔히 알고 있는 화력발전, 수력발전, 풍력발전, 기타 에너지 발전에 소요되는 각종 연료, 물질, 물, 바람, 기타 자원, 시설 등의 부족으로 생존과 직결되는 수많은 문제들에 직면하게 될 텐데요.

하지만 이 커다란 고민을 해결하기 위해 전 세계가 힘을 모아 탄생시키려는 것이 바로 ‘인공태양’이랍니다. ‘인공태양’의 개발은 ‘ITER’이라는 한 핵융합 에너지 연구 프로젝트로 진행되고 있답니다.

‘국제 핵융합 실험로’라는 의미를 가진 ‘ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)는 80년대 후반부터 국제원자력기구(IAEA)의 지원 하에 한국과 유럽연합(EU), 미국, 러시아, 중국, 인도, 일본 등 선진 7개국이 공동 협력하여 개발을 진행하고 있습니다.

우리나라에서도 ‘플라즈마’를 담아낼 수 있는 ‘KSTAR’라는 장치를 통해 ‘핵융합’반응을 이끌어내는데 성공했지만 그 시간이 너무 짧아 지속적인 연구가 필요한 상태라고 하니 지속적인 응원과 관심이 필요하겠지요?

93년 러시아에서 ‘인공태양’과 같은 명칭으로, 실제 우주 정거장에 우산 모양의 커다란 반사경을 설치하여 태양빛을 반사함으로써 지구 일부 지역의 밤을 밝히는 실험을 하기도 했었는데요. 태양처럼 강한 빛을 내진 못했지만 달빛 정도의 빛을 얻는 데는 성공했었다고 합니다.

 

그럼 지금부터 본격적으로 ‘인공태양’에 대해 알아볼까요?

 

태양의 원동력과 원리는 바로 ‘다량의 수소’와 ‘플라즈마’에 있답니다. ‘플라즈마’는 원자핵과 전자가 분리된 상태로서, 기체 상태의 원자에 많은 열을 가했을 때 분리되어 나타나는 현상이라고 할 수 있는데요. 즉 고체도 액체도 기체도 아닌 제 4의 상태가 되는 것이라고 합니다.

그래서 섭씨 1000만 도가 넘는 뜨거운 태양 속에서 모든 원자는 플라즈마 상태로 있게 되는 것입니다. 이렇게 플라즈마 상태로 분리된 수소의 원자핵이 다량의 수소 원자핵과 결합하여 ‘핵융합’ 반응이 일어나는 원리인 것이지요. 이런 연쇄반응을 일으키는 ‘핵융합’ 반응은 ‘핵분열’ 반응보다 큰 규모의 고 에너지를 방출한답니다.

핵융합연료 1g은 8TOE(석유환산톤·1TOE = 1000만kcal)의 에너지를 생산할 만큼 고효율이며 핵융합연료 공급이 중단되면 몇 초 안에 가동이 자동 정지되어 폭발 등의 위험성도 낮다고 하는데요.

인공태양

이처럼 큰 규모의 고 에너지를 방출하는 ‘인공태양’을 만들 수만 있다면 얼마나 좋을까? 그러기 위해서는 섭씨 1억 도에 달하는 플라즈마를 생성하여 강한 자기장을 띠는 물체인 ‘토카막’(자기밀폐방식·tokamak)에 안전하게 가두어 길게 유지해야 합니다.

현재 ‘핵융합’반응을 일으키는 데에는 성공했지만, ‘핵융합’을 일으키기 위해 필요하면서도 지구상의 모든 것들이 녹는 섭씨 1억 도에서 견딜 수 있는 물체의 개발에 어려움이 있어 ‘플라즈마’를 담아낼 수 없는 상태입니다.

때문에 더 높은 온도와 ‘핵융합’ 반응 시간 연장, 고온상태의 플라즈마를 안전하게 담아낼 수 있는 물체, 생성된 에너지를 안전하게 사용할 수 있는 방법을 연구 중에 있답니다.

이러한 고에너지성 ‘인공태양’은 단순히 에너지 생산에만 초점을 맞추지 않았답니다. 각종 연료와 물질들을 통한 에너지 생산과 일상 생활에서 발생하는 이산화탄소 및 온실가스배출 최소화에도 기여할 수 있다고 하는데요. 개발만 된다면 석유나 석탄 등 에너지자원의 고갈과 빙하가 녹는 것 또한 더 이상 걱정할 필요가 없겠지요?

지금까지 ‘ITER’, 라틴어로 ‘사람들이 다니는 길’이라는 의미를 가지고 열심히 개발 중인 ‘인공태양’에 대해 알아보았는데요. 인류에게 깨끗하고 풍요로운 삶의 환경을 제공해줄 ‘인공태양’은 2050년쯤이면 완성될 것으로 기대하고 있답니다.

하지만 21세기 현재까지 많은 자원 및 기술의 개발은 인류에게 편리함을 주었지만 무분별하고 지나친 사용으로 여러 문제들을 초래했습니다. 그러므로 ‘인공태양’을 비롯한 여타의 신에너지, 신기술 등의 개발에 앞서 명심해야 할 것은 그 수요자가 될 우리 모두의 깊은 관심과 책임이 막중하다는 사실입니다.

 

바텀

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코멘트(14)

  • KMS 3 년 전에

    음 종이냄비에다 라면 끓이는 것처럼 핵융합장치 주변에다 물같은 냉각제를 넣으면서 동시에 증기터빈 돌리면서 발전하고 또 이렇게 하면 판이 고열에 견딜 수 있을지 않을까 한 번 조심스럽게 생각합니다.ㅋ;; 아니면 태양처럼 복사층을 인공으로 만들어 내는 것도 괜찮을 것 같은데 뭐 이미 과학자들이 여것저것 생각해봤을거라 생각됩니다. ㅋ 그냥 저의 생각이니 신경쓰지 말아주세요 ㅋ;

  • 3 년 전에

    핵융합이야 말로 우리가 지구를 떠나든 안떠나든 필요한 기술이죠. 우주에서 그나마 찾기 쉬운 원소가 수소니까요. 물론 지금 기술로는 바로 수소를 가지고는 핵융합이 힘들다더군요. 그래서 리튬이나 그런 다른 물질에서 중수소나 삼중수소를 얻는다고 들었습니다. 근데 핵융합이 상용화가 될러면 2050년이라니… 아직 먼 길이네요.

  • ㅇㅇ 3 년 전에

    까악까악

  • 박공 3 년 전에

    한수원. 뭘 하든 하지 마라. 원전개발 축제가 4대강 다음 늬들 숙원이라는거 다 안다.

  • ㅇㅁㄴㅇ 3 년 전에

    네이버에서볼때 드레곤볼 같다고 생각한사람 손

    • vlzktm12@naver.com 3 년 전에

      드레곤불 인줄ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

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