수소폭탄의 원리-미래의 에너지 성배, 핵융합

 

 

 북한의 수소폭탄 실험의 성공으로 새해 벽두부터 수소폭탄 원리인 핵융합에 세계인들의 관심이 집중되고 있습니다.

과학 기술은 인류가 어떻게 사용하는냐에 따라 축복이 되기도하고 재앙이 되고 있습니다. 원자의 핵분열을 이용한 원자탄과 원자력 발전소가 대표적인 예입니다. 

핵융합은 핵분열의 정반대 개념입니다. 태양은 핵융합의 폭발로 엄청난 열에너지를 분출하고 있습니다.    

 수소폭탄은 원자탄보다 1000배의 에너지 위력을 깆고 있습니다. 그리고 방사능의 피해가 없습니다.  

 오영국 국가핵융합연구소 KSTAR연구센터 부센터장은 "안전하기 때문에 도심 외곽에 발전소를 지을 수 있고 환경오염 걱정도 없다"고 말하고 있습니다.

그래서 전세계 과학자들이 지난  60년간 핵융합의 원리를 산업적으로 이용려는 과학 기술을 개발하는데 열정과 노력을 쏟고 있습니다.  

 핵융합이 쏟아내는 에너지 양은 기존 연료와 비교가 안 될 정도입니다. 핵융합 연료 1g은 석유 8000ℓ에 해당하는 에너지를 만들어 냅니다. 욕조 반 분량의 바닷물에서 추출할 수 있는 중수소와 노트북 배터리 하나에 들어가는 리튬으로 한 사람이 30년간 사용할 수 있는 전기를 만들어 낼 수 있습니다. 원자력발전소처럼 냉각수가 필요하지 않으므로 꼭  해안가에 지을 필요도 없으며 방사성 누출로 인한 위험도 매우 작습니다.

 그러나 핵융합 발전을 상용화하려면 태양 표면 온도와 같은 1억도 이상 고온을 만들어야 합니다. 1억도 고온에서 물질은 '플라스마(고체·액체·기체 상태가 아닌 제4의 물질 상태, 원자핵과 전자가 분리된 형태)' 상태가 됩니다.

 핵융합 발전의 핵심도 여기에 있습니다. 1억도의 초고온 플라스마를 오랫동안 안전하게 유지하면서 핵융합의 원료가 되는 중수소와 삼중수소를 넣어줄 수 있는 장비가 필요합니다. 이때 핵융합으로 인해 발생하는 엄청난  열에너지로 물을 끓인 뒤 터빈을 돌리는 것이 핵융합 발전의 원리입니다.

 중국과 일본이 상당한 기술을 보유하고 있으며 유명한 독일 막스플랑크연구소에서  새로운 방식이 개발돼 연구가 진행되고 있습니다.  우리나라  박현거 울산과기원(UNIST)교수는 "한국도 올해부터 기초 수준 연구에서 벗어나 실제 핵융합로를 짓기 위한 기반 기술 개발을 시작한다"며 "2040년이 되면 100년 동안 진행된 인류의 노력이 또 다른 태양으로 떠오르게 될 것"으로 기대한다고 말했습니다.