[KSTAR 그것이 알고 싶다 9] 숫자로 보는 핵융합, “260”

2015년 12월 02일 18:35

‘여긴 어딜까?’ ‘나는 누구지?’ 알 수 없는 세상에 내던져진 그들은 외롭고 또 두려웠다. 밝고 뜨겁지만 이상하리만치 적막한 세상. 137억 년 전 우주는 그들 소립자들만의 세상이었다. 더 이상 쪼갤 수도 나눌 수도 없을 만큼 미소한 이들은 빅뱅과 함께 137억 년 전 존재하기를 시작한다. 하지만 여전히 아무것도 아닌 무명의 것들에 불과했다.

 

눈부신 태초의 빛이 사위어가며 소립자들은 차츰 서로를 알아보았고, 수없이 많은 이끌림과 헤어짐, 부대낌 속에 마침내 의미를 만들어 간다. 수소, 헬륨, 핵융합, 물질, 시간, 공간, 별, 생명…. 온 우주의 삼라만상이 모습을 드러내기 시작했다.

 

대한민국의 과학기술 두뇌들이 모인 대덕연구단지. 이곳에는 또 다른 신세계를 꿈꾸는 소립자들이 있다. 아마도 인류 역사상 가장 도전적인 미션일 ‘인공태양 만들기’에 나선 260명의 국가핵융합연구소 구성원들이다.

 

인공태양 기술은 태양이 불타는 원리를 이용한다. 태양은 수소의 핵융합 반응으로 엄청난 열과 에너지를 쉼 없이 내뿜는다. 가벼운 수소가 고온에서 합쳐져 무거운 헬륨으로 바뀔 때 이 과정에서 사라지는 원자의 질량이 그에 상응하는 엄청난 에너지를 생성하는 것이다.

 

핵융합은 핵분열의 수천 수만 배 에너지를 발생하면서도 더 안전하다. 원자력 발전이 값비싼 우라늄 원료를 필요로 하는 것과 달리 핵융합의 원료가 되는 중수소와 삼중수소는 바닷물에서 얻을 수 있기 때문에 사실상 무제한 사용이 가능하다. 심화되는 에너지 위기에서 인류를 구원할 꿈의 에너지원인 것이다.

 

하지만 지구는 태양이 아니다. 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 태양과 같은 환경을 인공적으로 만들어야 한다. 먼저 핵융합의 연료인 수소와 삼중수소가 필요하다. 이어 이들 원자핵들이 결합해 핵융합 반응을 일으킬 수 있는-지구상에 존재하지 않는 1억 도 이상의 플라즈마가 필요하다. 그리고 이 초고온의 플라즈마를 가둬둘 수 있는 거대한 토카막과 같은 가둠장치가 있어야 한다.

 


국가핵융합연구소

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