핵융합 에너지와 불가분의 관계인 초전도기술

전문가 제언

○ 태양은 지구에 끊임없이 에너지를 공급한다. 태양에너지는 태양의 내부에서 일어나는 핵융합에서 나오며 지구상에서 태양과 같은 원리의 에너지원을 개발하려는 노력이 핵융합발전이다. 현재 이용되는 핵분열을 이용한 발전과 달리 유해한 방사성물질이 나오지 않으며 지구상에 얼마든지 있는 수소를 원료로 사용한다는 장점이 있다.

 

○ 핵융합은 이미 지구에서 실현되었다. 1950년대 초에 발명된 수소폭탄이 핵융합을 이용한다. 핵융합을 에너지원으로 이용하려면 태양의 내부와 같은 고온 고압의 플라즈마를 안전하게 제어할 수 있는 기술이 개발되어야한다. 가장 유망한 방법은 자기장으로 플라즈마를 구속하는 토카막(tokamak)이며 고자기장을 얻는 데는 초전도자석이 필수적이다.

 

○ 이 논문에서 다루는 핵융합용 초전도자석 제작은 실행이 가능한 기술이다. 현재 국제적 협력으로 건설 중인 핵융합로 ITER는 2020년에 완공될 예정이다. 다음 단계인 DEMO(Demonstration Reactor)가 성공적으로 건설되면 상업용 핵융합발전이 가능하다. 하지만 경제성을 고려하면 금세기에 실현될 수 있을지 예측하기 어렵다.

 

○ 핵융합 연구는 러시아에서 토카막이 제안된 1950년대 후반부터 본격적으로 시작되었다. 이 시기는 수 T 이상의 고자기장을 발생하는데 사용하는 초전도체 Nb3Sn이 개발된 시기이다. 초전도자석의 개발수준은 미국과 러시아를 필두로 일본과 프랑스 등이 그 뒤를 따른다. 프랑스에 2010년부터 건설 중인 국제적 협력사업 ITER에는 미국, 러시아, 일본 외에 유럽연합, 한국, 중국, 인도가 참여한다.

 

○ 국내의 핵융합 연구는 1995년에 시작하여 2007년에 완공된 KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)의 성공적 운영으로 단번에 국제적 수준에 도달하였다. KSTAR는 ITER의 25분의 1 크기로 건설에 3000억원이 투입되었다. ITER와 기본 개념설계가 같으므로 KSTAR에서 얻은 경험이 ITER 건설에 유용하게 사용되어 한국은 ITER에 초전도자석의 핵심 구성품을 조달하는 역할을 한다. 꾸준한 연구개발을 통해 핵융합 선진국이 되기를 기대한다.

저자

Pierluigi Bruzzone

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

28()

잡지명

Superconductor Science and Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

024001001~024001006

분석자

박*철

분석물

• 핵융합 에너지와 불가분의 관계인 초전도기술.pdf [360,090 byte]

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