미국이 세계 최초로 핵융합 점화에 성공, 소량의 에너지 생산에 성공했다. 투입한 에너지보다 더 많은 에너지를 핵융합 방식으로 만들어 낸 것이다. 미래 청정에너지로 기대를 받는 핵융합 발전이 실현 가능하다는 것을 입증해낸 실험으로 평가된다.
제니퍼 그랜홈 미국 에너지부 장관은 13일(현지시간) 기자회견에서 ‘로런스 리버모어 국립연구소’(LLNL)에 있는 핵융합 연구 시설 ‘국립점화시설’(NIF) 연구팀이 지난 5일 핵융합 점화를 처음으로 성공했다고 발표했다. 이는 핵융합을 일으키기 위해 투입한 에너지보다 더 많은 에너지를 핵융합 반응으로 생산하는 것을 의미한다. NIF 연구팀은 지난 5일 실험에서 레이저를 수소 입자에 쏘는 방식으로 2.05메가줄(MJ) 에너지를 투입해 3.15MJ 에너지를 얻어냈다.
에너지부는 이 실험으로 관성 가둠 핵융합의 가장 근본적인 과학적 근거를 입증했다고 설명했다. 그랜홈 장관도 “21세기 가장 인상적인 과학적 업적 중 하나”라고 평가했다.
BBC는 “연구진이 생산해낸 에너지는 주전자 15~20개 정도를 끓일 수 있는 극소량이지만, 의의는 막대하다”며 “핵융합의 미래에 한 걸음 더 가까워졌다”고 평가했다.
핵융합발전은 태양이 에너지를 만들어내는 방식과 같아 ‘인공태양’으로도 불린다. 우라늄, 플루토늄 등 원소를 쪼개는 과정에서 에너지를 얻는 일반적인 원자력 발전과 달리 중수소나 삼중수소 같은 가벼운 원소를 융합해 에너지를 생성하는 개념이다. 이에 성공하면 에너지를 추가로 투입하지 않아도 핵융합 반응이 지속해서 연쇄적으로 일어날 수 있기 때문에 핵융합 연구에 중대한 이정표로 평가된다.
다만 핵융합 발전을 하려면 처음 에너지를 공급한 뒤로는 자체적으로 핵융합 반응이 연쇄적으로 일어나야 하는데 현재 NIF 시설은 한 번에 한 건의 핵융합 반응을 일으키는 것만 가능하다. 이번 실험에서 순에너지를 생산해내긴 했지만, 레이저 펄스를 생성하기 위해 300MJ의 에너지가 필요해 아직 효율성도 떨어졌다.
부딜 연구소장은 상업적 핵융합 발전이 언제 가능하겠느냐는 질문에 “과학뿐 아니라 기술적으로 넘어야 할 매우 큰 장애물들이 있다”며 “기반 기술 연구에 노력과 투자를 집중하면 몇 십 년 내에 발전소를 지을 수 있을 것”이라고 전망했다.
워싱턴=전웅빈 특파원 imung@kmib.co.kr
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