핵융합의 꿈은 기후변화를 막을 수 있을까?

핵융합의 꿈은 기후변화를 막을 수 있을까?

ITER 프로토타입 조립 개시와 전망

 

핵융합은 탄소를 배출하지 않는 무한한 전력을 만들기 위해 태양의 복잡한 열 생성 반응을 지구에 재현하는, 세계에서 가장 야심적인 프로젝트다. 프랑스 남부 프로방스에서 건설 중인 세계 최초의 핵융합 장치인 ITER은 가장 부유하고 강력한 35개국의 과학자, 엔지니어 및 정치인 간 협력의 산물이다.

△ ITER 건설현장 전경 [과기정통부]

7월 28일은 상업적으로 이용 가능한 핵융합로의 프로토타입이 될 ITER 장치의 조립 개시 행사가 치러진 날이었다. 마크롱 프랑스 대통령과 유럽연합 국가 및 중국, 인도, 일본, 한국, 러시아, 미국의 지도자들은 화상 회의로 만나서 새로운 에너지 시대의 시작을 선언했다. 35개국이 각각 일부 부품 장치를 만들거나 세계 최대 과학 프로젝트인 ITER 비용의 일부를 분담하면서 도왔다. 총비용은 알려지지 않고 있는데, 각국이 일부는 스위스 시계의 정밀도를 갖는, 2mm의 공차만 허용하는 수 톤 무게의 초대형 자석 같은 공학 기술의 형태로 자신의 몫을 지불하고 있기 때문이다.

ITER은 세 개의 긴밀히 결합한 자석 유형을 활용하여 섭씨 1억5천만 도에서 플라스마를 담아서 제어하며 펄스화한다. 만약 프로토타입이 의미 있게 작동하려면 플라스마 용기를 좀 더 큰 크게 한 버전을 만들어야 한다. 그렇게 될 때 이러한 장치들은 2백만 가구 이상에 충분히 공급할 2천 메가와트의 전기를 생산할 수 있을 것이다.

ITER의 사무총장 베르나르 비고는 건설이 2025년 12월까지 완료되고, 현장의 과학자와 기술자들이 장치가 실제로 작동하고 전기를 생산할 수 있음을 보여주는 출발점에 해당하는 ‘최초 플라스마(First Plasma)’를 시작하게 되기를 희망하고 있다.

결국, 관건은 ITER이 일관되고 안정적으로 작동할 수 있는지를 확인하는 단계적 테스트가 될 것이다. 그리고 그것이 성공하면, 해당 국가들의 컨소시엄은 이 장치의 크기를 키울 수 있는지 그리고 다른 장치들을 만드는 데에 얼마나 걸릴지를 판단해야 할 것이다. 이 경우 그것은 기후변화를 바꿀 만큼 커야 한다.

이는 어렵고 아직 답변되지 않은 질문이다. 플러스 측면에서 보면, 이론상 핵융합은 탄소 배출 없이 청정하고 신뢰 가능한 에너지를 공급할 수 있다. 아주 적은 연료를 쓰며, 멜트다운 같은 폭주사고의 물리적 가능성도 없다고 주장된다. 핵융합의 연료는 바닷물과 리튬에서 얻어진다. 이는 수백만 년 동안 공급할 만큼 풍부하다. 파인애플 크기의 연료는 석탄 1만 톤 분량에 맞먹는 에너지를 낸다.

그러나 마이너스 측면에서 볼 때, 핵융합은 1950년대부터 개념으로 존재해왔다. 프로젝트가 이 단계에 도달하는 데에 14년의 국제적 노력이 필요했으며, 전원이 공급되기까지 4년이 더 걸릴 것이다. 작업이 희망대로 진행되고, 완전한 규모의 융합장치가 건설되고 시험 운전될 때까지는 아마도 최소한 20년 이상이 더 걸릴 것이다.

비고 박사는 “핵융합 전력이 재생가능에너지를 보완하여 보편화 된다면 전기 사용을 크게 확대하여 운송과 건물 및 산업의 온실가스 배출을 크게 줄이게 될 것이며, 청정에너지만을 이용할 수 있다면 그것은 우리 지구를 위한 기적이 될 것”이라고 말한다.

하지만 지구가 이미 전례 없는 속도로 가열되고 있고 1.5도 온도 상승이라는 위험의 문턱에 와 있음을 감안한다면, 핵융합의 꿈이 실현되기에 남은 시간은 충분하지 않을지도 모른다.

폴 브라운 <기후뉴스네트워크> 2020년 7월 29일 자

요약번역 = 김현우 편집위원

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