'1억도 300초 목표' 핵융합, 2030년대 실증 [지금은 과학]

[아이뉴스24 정종오 기자] 2030년대 핵융합 전력 생산 실증을 향한 국가 설계도가 구체화된다. 한국형 혁신 핵융합 실증로를 만든다. ‘실험실의 연구성과’를 ‘생활 속의 전기’로 전환하는 속도를 높이겠다는 거다.

정부는 지난 1월 나주에 ‘핵융합 핵심기술 실증센터’ 건립을 위한 1조5000억원 규모의 예비타당성을 제출했다. 현재 심의를 진행하고 있다. 여기에 올해 가열장치 추가를 위한 예산 확보에도 뛰어들었다.

핵융합은 ‘1억도를 300초 정도 유지’하는 게 목표다. 전문가들은 300초 정도 지속하면 장치의 모든 물리적 상태가 일정하게 유지되는 ‘상태 평형’에 도달할 것으로 보고 있다. 300초만 버티면 그 이후로는 24시간, 365일 내내 운전할 수 있는 기술적 기반이 마련된 것으로 판단한다.

현재 우리나라는 ‘1억도 48초 유지’까지 달성했다. 추가로 가열장치를 더 구축해 2030년대 중반쯤에 ‘1억도 300초’를 달성하겠다는 전략이다.

과학기술정보통신부(부총리 겸 과학기술정보통신부 장관 배경훈)는 7일 과학기술회관에서 ‘제5차 핵융합에너지 개발 진흥 기본계획(2027~2031년)’ 수립 착수회를 개최했다. 2030년대 핵융합 전력 생산 실증을 목표로 하는 국가 차원의 중장기 전략 마련에 본격적으로 돌입한다.

최근 미국․중국․일본 등 주요국은 인공지능(AI), 초전도, 첨단 소재 등 혁신 기술을 핵융합 연구에 접목하면서 전력생산 실증 시점을 2030~2040년대로 앞당기기 위한 경쟁을 본격화하고 있다.

이 과정에서 관련 연구개발 전략 수립과 인프라 투자도 지속적으로 이뤄지고 있다. 해외 민간 스타트업의 투자 유치와 상용화 경쟁도 빠르게 진행되고 있다.

우리나라 또한 KSTAR가 1억도 플라즈마를 48초 동안 유지하면서 세계 최장 기록을 경신했다. 국내 기업이 국제핵융합실험로(ITER) 사업 참여 등을 통해 누적 해외 수주 1조원을 달성하는 등 핵융합 선도국과 어깨를 나란히 해왔다.

이번 착수회를 통해 출범하는 기본계획 수립 기획위원회는 산·학·연 전문가 총 56명으로 구성된다. 총괄위원회를 중심으로 △실증 가속화 △생태계 혁신 △기반 고도화 등 총 3개 분과위원회를 운영한다.

실증 가속화 분야에서는 ‘K-문샷 프로젝트’와 연계해 한국형 혁신 핵융합 실증로 조기 설계, KSTAR 2.0 고도화와 AI 가상핵융합로 구축 방안 등을 중점적으로 논의한다. 2030년대 핵융합 전력 생산 실증 달성에 필요한 핵심기술을 확보하겠다는 거다. 실증로 설계와 고성능 운전 시나리오 개발을 가속하는 방안을 구체화할 계획이다.

생태계 혁신 분야에서는 핵융합을 ‘연구’ 영역에서 ‘산업’ 영역으로 전환하기 위해 민간 주도의 핵융합 산업생태계 조성 방안을 논의한다. ITER 사업 참여를 통해 축적한 기술을 국내 산․학․연이 전략적으로 활용하는 방안을 검토한다.

‘핵융합 혁신연합(핵융합에너지 기술 관련 산·학·연 총 91개 기관이 참여하는 민관협의체)’을 중심으로 한 관련 기업 협력과 대규모 첨단 실증 인프라의 적기 구축 등 글로벌 핵융합로 시장 선점을 위한 지원 방안을 모색할 예정이다.

기반 고도화 분야에서는 핵융합 전력실증을 뒷받침할 인력양성, 국제협력, 규제체계 관련 사항을 다룬다.

과기정통부는 이날 출범하는 기획위원회의 논의를 거쳐 기본계획 초안을 마련할 방침이다. 공청회를 통해 산․학․연과 국민 의견을 폭넓게 수렴해 내용을 보완할 계획이다. 이후 올해 하반기 국가핵융합위원회의 심의를 거쳐 연내 제5차 기본계획을 확정한다.

김성수 과기정통부 연구개발정책실장은 “핵융합에너지는 주요국이 급증하는 에너지 수요를 해결하기 위해 사활을 걸고 있는 전략기술”이라며 “제5차 기본계획을 통해 지난 20년 동안 축적한 ‘실험실의 연구성과’를 ‘생활 속의 전기’로 전환하는 기반을 마련하고 우리나라가 핵융합에너지 선도국으로 도약할 수 있도록 정책적 역량을 집중하겠다”고 말했다.