중국 과학자, ‘인공태양’ 1억도씨에서 1066초 유지 성공

입력 2025.01.22 14:18

수정 2025.01.25 13:11

베이징 | 박은하 특파원

지난 20일 중국 동부 안후이성 허페이에서 콩셴주 초전도 핵융합 유도 토카막 실험장치 (EAST) 물리 및 실험 운영 부서장(오른쪽)과 루쿤 중국과학원 플라스마 물리학 연구소 부소장이 실험결과를 보고 축하하고 있다. EAST는 이날 섭씨 1억도에서 1066초를 유지하는 기록을 세웠다. 신화연합뉴스

중국 과학자들이 인공태양으로 불리는 핵융합 실험 장치에서 플라스마 전자를 섭씨 1억도로 가열해 1066초(17분46초) 동안 유지하는 데 성공했다.

22일 신화통신과 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 안후이성 허페이시에 있는 플라스마 물리학 연구소는 초전도 핵융합 유도 토카막 실험장치(EAST) 연구팀이 1억도 초고온 플라스마를 1066초 동안 유지하는 데 성공했다고 지난 20일 밝혔다.

핵융합은 태양이 빛과 열을 내는 원리다. 가벼운 원자핵을 더 무거운 원자핵으로 결합해 그 과정에서 엄청난 양의 에너지를 방출한다. 주원료는 중수소와 리튬으로 연료 1g이 석유 8t과 맞먹는 에너지를 낸다. 핵분열의 원리를 이용하는 원자력발전과 달리 고준위 방사성 폐기물을 내놓지 않는다.

핵융합 발전은 ‘꿈의 에너지’로 불리지만 상용화까지는 아직 갈 길이 멀다. 핵융합 반응을 일으키려면 최소 1억도의 온도가 필요하다. 핵융합 결과 원자핵과 전자가 분리된 상태를 플라스마라고 하는데, 플라스마의 고온을 견딜 수 있는 장치를 개발하는 것이 필수적 선행 과제이다.

신화통신은 1억도의 플라스마를 안정적으로 1000초 이상 운행한 것은 이번이 세계 최초라고 평가했다. 연구팀은 2012년에 플라스마의 30초 운행에 성공했으며, 2016년에 60초, 2017년에는 101초, 2023년에 403초를 돌파했다.

쑹윈타오 연구소 소장은 “핵융합 발전소가 지속해서 전기를 생산할 수 있도록 하려면 핵융합 장치가 수천 초 동안 안정된 상태에서 매우 효율적으로 작동해야 한다”며 “1억도와 1000초의 한계를 넘어선 것은 미래 핵융합 발전소의 운영 환경을 시뮬레이션할 수 있는 우리의 역량을 입증한 것”이라고 평가했다.

중국은 2050년 핵융합에너지를 상용화하겠다는 목표를 갖고 있다. 신화통신에 따르면 핵융합공학시험로(CFETR)를 연구하는 과학자들은 엔지니어링 설계 단계를 완료했으며 이 시설은 2035년 가동될 예정이다.

한국도 핵융합에너지 개발에 뛰어든 주요국 가운데 하나이다. 중국 언론도 한국의 핵융합 실험 성과에 주목하며 결과가 나올 때마다 주요하게 보도하고 있다.

한국핵융합에너지연구원은 지난해 4월 토카막 방식의 한국형초전도핵융합장치(KSTAR)를 1억도에서 48초간 유지하는 데 성공했다. 원자핵 이온을 가열해서 얻어낸 기록 중에는 세계 최초이다.

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윤시우 한국핵융합에너지연구소 부소장은 한국은 원자핵을 중국은 전자를 가열해 실험 결과를 얻는다는 점이 다르다고 설명했다. 그는 “KSTAR는 실제 핵융합을 하는 원자핵을 가열하는 것을 중요시하고, 이온을 가열할 수 있는 설비인 중성입자빔을 보유하고 있어 원자핵을 가열해 실험 결과를 얻는다”며 “반면 중국은 전자를 가열해서 실험 결과를 얻는다”고 말했다.

윤 부소장은 “전자를 가열하면 장시간 운전에 유리하다”며 “중국의 이번 기록도 의미 있는 성과”라고 말했다.

한국산 인공 태양 ‘KSTAR’, 1억도 48초간 유지 성공…또 세계 신기록

한국 연구진이 개발한 핵융합연구장치인 ‘KSTAR(케이스타)’가 1억도 초고온을 48초간 유지하는 데 성공했다. KSTAR가 갖고 있던 종전 세계 기록(30초)을 자체 경신한 것이다. 연구진은 핵융합 발전을 실현할 수 있는 시작점인 ‘1억도 300초 유지’를 2026년까지 달성할 계획이다. 한국핵융합에너지연구원은 지난해 12월부터 지난달까지 진행한 K...

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