MIT, 초전도자석 이용한 새 핵융합 기술 개발…상용화 가능성 성큼

▲(이미지 = 픽사베이)

[에너지경제신문 김헌수 기자] 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 등이 새로운 핵융합 기술을 개발했으며 8일(현지 시간) 새벽, 실험에 성공했다고 발표했다고 CNBC, BBC 등 외신들이 같은 날 전했다. MIT의 ‘플라즈마 공학 및 핵융합센터(PSFC)’와 MIT에서 스핀-오프된 자회사인 ‘연방 핵융합 시스템(CFS)’은 고온초전도 자석을 이용해 20 테슬라(자기장의 밀도를 표시하는 단위)의 자기장을 만들어 내는 데 성공했다. 이는 의료장비인 MRI에 형성되는 자기장보다 12배 많은 것으로 CFS는 ‘이번 실험결과는 핵융합을 통해 순 에너지를 얻을 수 있을 만큼의 자기장을 지속적으로 생성할 수 있음을 보여주는 역사적인 성취’라고 밝혔다.

CFS 등은 자체개발한 ‘토카마크’란 이름을 붙인 장치를 이용해 이번 실험을 진행했는데, ‘토카마크’가 생성한 자기장은 핵융합 반응을 이끌어 낼 만한 초고온의 플라스마를 유지시키는 작용을 한다. 지금까지는 핵융합 실험을 하기 위해서는 거대한 크기의 장치가 필요했던 반면 ‘토카마크’는 일반적인 간부회의용 테이블과 비슷한 크기로 훨씬 작고, 값싸고 반응이 빠른 장치로 평가된다.

또 주목할 점은 이번 실험에 사용된 에너지는 단지 30 와트에 불과했다는 것이다. 고온초전도 자석을 이용한 방식은 MIT가 수 년전 구리전도 자석을 이용한 실험을 했을 때 보다 더 적은 수의 자석을 필요로 하며 에너지 소비도 획기적으로 줄이게 돼 핵융합의 상업적 이용 가능성을 크게 높이는 기대를 갖게 한다. MIT는 당시 실험에서 2억 와트의 에너지를 사용했다.

MIT의 PSFC 이사이자 CFS 공동 설립자인 데니스 화이트는 "초전도자석은 핵융합 공학과 에너지의 궤도를 바꿀 것이며 결과적으로 세계의 에너지 지형을 재검토하게 될 것"이라고 말했다. 핵융합산업협회의 CEO인 앤드류 홀랜드는 "지금까지 어떤 기업이나, 대학, 정부, 민간연구소도 순 에너지 목표를 달성하지 못했다"며 "핵융합 산업 전반의 발전으로 우리는 새롭고, 깨끗하고 지속가능한 에너지원의 탄생을 보고 있다"고 했다.

CFS 등은 현재 매사추세츠주에 건설중인 테스트 핵융합 시설에서 오는 2025년까지 순 에너지를 추출할 계획이며 ARC라고 이름 붙은 최초의 핵융합 발전소를 2030년대 초에 가동할 예정이다.

핵융합 에너지는 지금의 핵분열 에너지와 달리 일체의 핵폐기물을 남기지 않고 대기중에 방출하는 물질도 없으며, 핵융합 반응이 일어나면 외부에서 추가적인 에너지를 공급할 필요가 없기 때문에 궁극의 청정에너지원으로 인식되고 있다.

그러나 지금까지의 핵융합 실험은 핵융합으로 인해 발생하는 에너지보다 핵융합을 일으키려 투입하는 에너지가 훨씬 많아 상용화 가능성을 기대하기 어려웠다.
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