ITER의 인공태양

19세기와 20세기 문명을 형성한 화석 연료는 온실가스와 오염의 대가를 치르고서야 그 끝을 볼 것이고,

세기말까지 인구 증가, 도시화 증가, 개발도상국의 전기 접근성 확대라는 복합적인 압력으로 에너지 수요는 3배 이상으로 증가할 것이다.

 

새롭고 대규모에다 지속 가능하고 탄소 없는 에너지 형태가 시급하게 다가온 현재, 프랑스 남부에 자연적 재해가 거의 없는 천혜의 환경을 갖고 있는 곳 카다라슈(Cadarache) 평지에 총면적 60만 Km2 (축구장 60개 크기)의

ITER(국제핵융합실험로, International Thermonuclear Experimental Reactor)를 건설하여 세상에서 가장 큰 인공태양을 만들어 내려 하고 있다.

2024년 10월 16일 ITER전경 (ITER제공)

 

2010년부터 35개국이 ITER 건설에 협력하고 있는데, 7개 회원국 중 유럽 연합은 약 18조원 건설 비용 절반을 부담하고 있으며, 나머지 6개국(미국, 러시아, 인도, 중국, 한국, 일본)이 동등하게 부담하고 있다.

 

ITER는 대규모 탄소 없는 에너지원으로서의 핵융합의 실현 가능성을 증명하도록 설계된 토카막 핵융합 장치를 만드는 주요 국제 프로젝트로 ITER의 목표는 50MW의 플라스마 가열 전력 입력으로 투입 에너지의 10배에 해당하는

500MW(최소 400초 동안 연속 작동)의 열 출력 생산을 목표로 하고 있다.

망원 렌즈로 알프스 산기슭에 위치한 ITER (실제로는 60킬로미터 떨어져 있다) (ITER제공)

ITER 건설 현장 (ITER제공)

 

그러나 2010년에 시작된 무한한 태양에너지의 근원인 태양 중심의 핵융합 반응을 인공적으로 일으켜 전력을 얻기 위한 국제공동 프로젝트는 2025년까지 첫 번째 플라스마 운영을 달성하는 것을 목표로 했으나 2022년 1월, 프랑스 원자력 안전 기관(ASN)은 핵융합 반응 중에 생성된 고에너지 중성자로 인한 근로자 안전에 대한 우려로 건설을 중단했고, 여기에다 설계변경, 예산 초과와 COVID-19 팬데믹의 영향 등 다양한 사건으로 인해 이 날짜는 9년 늦춰진 2034년으로 수정되었고, 핵융합 에너지를 생산하는 2035년 완공 목표도 2039년 으로 연기되며,

역사상 가장 지연되고 비용이 가장 많이 투입되는 과학 프로젝트가 될 위기에 처해 있다.

플라스마를 가둘 ITER의 심장 (ITER제공)

 

그럼에도 불구하고 원자를 통제된 방식으로 융합하면 석탄, 석유 또는 가스를 태우는 것과 같은 화학 반응보다 거의 400만 배 더 많은 에너지가 방출되고, 핵분열 반응보다 4배 더 많은 에너지가 방출된다.

그래서 핵융합은 우리 도시와 산업에 전기를 공급하는 데 필요한 기저부하 에너지를 제공할 잠재력이 충분히 있고, 이산화탄소나 다른 온실가스와 같은 유해 물질도 방출하지 않고 주요 부산물은 불활성, 무독성 가스인 헬륨으로 안전하다.

 

이뿐만 아니라 ITER와 같은 핵융합로에는 핵무기를 만드는 데 사용할 수 있는 농축 물질이 없고, 방사성 폐기물을 발생시키지 않고, 토카막 핵융합 장치는 교란이 발생하면 플라즈마가 몇 초 이내에 냉각되고 반응이 멈추기 때문에 후쿠시마 방사능 누출과 같은 핵사고가 발생하지 않는다.

ITER 건설 현장 (ITER제공)

 

따라서 ITER 시설 건설에 상당한 진전이 있었지만, 이 프로젝트는 현재 운영 일정이 상당히 늦어지는 사태에 직면해 있는데, 세계 최초의 연소 플라즈마 장치인 ITER는 과학자들에게 통제된 핵융합의 새로운 영역을 개척할 수 있는 독특한 기회를 제공할 것이라 핵융합 연구에 대한 야심 찬 목표를 달성하는 데 있어 회원국 간의 지속적인 협력은 필수적이다.