인공태양, 누가 먼저 만드나...미·중, 핵융합 개발 경쟁 본격화

입력 2023-09-26 14:45

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미국, 10년 내 상용화 기대
지난해 핵융합 점화 성공
중국, 100만 암페어 전류 발생 성공
최대 규모 핵융합 개발 시설 착공

▲제니퍼 그랜홈 미국 에너지장관이 지난해 12월 13일 핵융합 점화 소식을 발표하고 있다. 워싱턴D.C./AP뉴시스

미국과 중국이 핵융합 개발 경쟁에 본격적으로 돌입했다. 이미 지난해 핵융합 점화에 성공한 미국은 머지않아 상업용으로 활용하길 기대하고 있고 중국도 주목할 만한 연구성과를 내기 시작했다.

25일(현지시간) 제니퍼 그랜홀름 미 에너지장관은 AP통신과 인터뷰에서 “10년 안에 상업적 핵융합 비전을 달성한다는 것이 가능성의 영역에서 벗어난 일이 아니다”고 말했다.

그는 “핵융합은 선구적인 기술”이라며 “조 바이든 대통령은 핵융합을 가정과 기업에 전력을 공급하는 무탄소 에너지원으로 활용하길 원하고 있다”고 설명했다.

▲미국 캘리포니아주 리버모어에 있는 로렌스리버모어국립연구소(LLNL) 핵융합 점화 시설에서 지난해 12월 5일 192개 레이저 빔이 에너지를 한곳에 전달하고 있다. 리버모어(미국)/UPI연합뉴스

‘인공 태양’으로도 불리는 핵융합은 전 세계가 탈탄소 정책을 펼치는 상황에서 차세대 에너지 기술로 평가된다. 실용화는 2040년대로 추정된다. 이론상으론 핵융합 에너지 1그램에서 석유 8톤 수준의 에너지를 얻을 수 있다.

미국은 지난해 12월 처음으로 핵융합 점화에 성공했다. 핵융합 점화란 핵융합을 위해 투입한 에너지보다 발생한 에너지가 더 많은 것을 의미한다. 당시 에너지부는 2.05메가줄의 에너지를 투입해 1.5배인 3.15메가줄의 출력을 얻었다고 설명했다. 올해 8월에도 점화에 재성공하며 상용화 기대감을 키웠다.

중국도 개발에 박차를 가하고 있다. 이달 최대 규모의 핵융합 연구 단지인 ‘크래프트’ 건설을 시작했다. 태양을 포획하려 했던 중국 신화 속 거인의 이름을 따 ‘콰푸’라고도 불리는 이곳은 2025년 말 완공을 목표로 하고 있다. 이미 연구진 일부가 이곳에서 작업 중인 것으로 전해졌다. 홍콩 영자지 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 “콰푸는 태양을 좇다 쓰러졌지만, 용기의 상징으로 여겨진다”며 “크래프트는 핵융합을 위한 중국 계획의 일부분”이라고 설명했다.

▲중국원자력공업그룹(CNNC)이 개발한 핵융합 토카막 장치. 출처 CNNC 웹사이트

지난달에는 중국의 차세대 인공 태양으로 불리는 ‘환류 3호’에서 생성 전류가 처음으로 100만 암페어를 돌파하기도 했다. 환류 3호는 크래프트와 마찬가지로 핵융합 개발을 위한 대규모 연구 시설이다.

중국원자력공업그룹(CNNC) 산하 핵융합 과학센터의 중울위 소장은 “환류 3호 연구진은 핵융합 플라즈마 물리학을 더 연구해 견고한 기반을 마련할 것”이라고 밝혔다.