[유럽 첨단과학의 현장]獨 칼스루에연구소

프랑크푸르트시에서 남쪽으로 1시간 가량 떨어진 칼스루에시(市) 외곽에 위치한 칼스루에연구소(FZK) 에너지연구센터는 유럽에서 가장 크고 한발 앞선핵융합에너지 실험로를 갖춘 곳이다.

에너지 연구센터 헤니스소장은 “FZK는 원래 원자력연구를 위주로 한 칼스루에핵연구소(KFK)였으나 대부분의 연구가 종료됨에 따라 통독 이후 환경분야의 연구를 확대추진하면서 미래의 에너지로 불리는 핵융합 연구에 집중하기 시작했다”고 설명했다.

핵융합은 작은 수소원자가 매우 높은 온도와 압력의 플라즈마(수많은 원자핵과 전자가 각각 에너지를 갖고 혼재하는 상태·기체에 에너지가 가해졌을때 나타나는 물질의 제 4의 상태)에서 핵융합을 일으켜 더 큰 원자(헬륨)가되면서 막대한 양의 에너지를 방출하는 반응이다.

최근의 연구는 섭씨 10억도나 되는 플라즈마 에너지를 가두어 두는 방법 및 소재에 집중되고 있다.현재까지는 플라즈마에 지구 자기장의 16만배에 이르는 자기를 흐르게 함으로써 평형상태를 유지하도록 하는 토카막시스템(TOKAMAKS)이 가장 경제적인 방법으로 알려져 있다.

FZK 에너지연구소에도 토카막 시스템을 이용한 실험로 TOSKA가 설치돼 있다.

헤니스소장은 “핵융합에너지는 우라늄 등 방사성원소의 핵분열을 이용하는 원자력처럼 방사능을 방출하지 않고 화석연료와 같이 이산화탄소 배출도 없을 뿐아니라 수소를 원료로 사용하기 때문에 실용화에 성공하면 전세계 인류의 에너지 문제를 해결해 줄 것”이라고 말했다.

문제는 핵융합연구에 막대한 예산이 필요하다는 점이다.미국 유럽연합 등선진국들도 이 때문에 독자적 연구를 수행하지 못하고 컨소시엄을 구성해 공동연구를 해 왔다.

FZK의 홍보담당 피터 슈펠링씨는 “FZK는 지난 10년간 자기장치와 초전도체 분야에서 많은 경험을 쌓으면서 핵융합에너지 연구의 주도적인 위치를 차지하게 됐다”면서 “유럽연합 차원의 협동연구프로젝트인 EURATOM,국제적인핵융합로 프로젝트인 ITER의 핵심분야인 거대 자석코일 연구를 담당하고 있다”고 덧붙였다.

ITER프로젝트는 평화적으로 사용할 수 있는 핵융합에너지 개발에 대한 과학적이고 기술적인가능성을 제시해 주기 위한 국제적인 프로젝트로 미국,러시아,일본,EU가 참여한다.이미 10억달러가 들어갔고 앞으로도 80억달러가 소요될 ITER프로젝트에 의한 상업적 발전은 2040년쯤으로 과학자들은 추정하고있다.



“많은 예산과 시간,연구인력이 필요하지만 대체 에너지 개발은 인류가 힘을 합해 해결해야 할 과제”라고 헤니스소장은 강조했다.

칼스루에(독일) 함혜리기자