1억도 플라즈마 48초 유지, ‘인공태양 시대를 열다’…KSTAR가 쓴 새로운 기록

최근 급변하는 에너지 산업의 중심에서, 한국핵융합에너지연구원(KFE)이 세계에서 처음으로 1억도(섭씨 100,000,000도) 온도의 플라즈마를 48초 동안 유지하는 데 성공했다. 에코포털이 지난 3일(현지시각) 보도한 내용에 따르면, 이 성과는 핵융합 발전과 무한에너지 실현에 필요한 가장 중요한 기술적 토대라는 평가가 많다.

KFE가 운영하는 ‘KSTAR(케이스타)’는 인공태양이라 불리는 핵융합 실험장치로, 태양처럼 원자핵끼리 합쳐지며 에너지가 나오는 과정을 연구한다. KSTAR는 2018년 세계에서 처음 1억도 플라즈마를 달성했고, 2021년에는 이 온도를 30초 동안 유지하며 기존 기록을 뛰어넘었다. 이후 지난해 12월에서 올해 2월까지, KFE 연구진은 다시 한 번 기록을 경신했다. 텅스텐으로 만든 새 다이버터를 적용하면서, 1억도 상태를 48초까지 오랜 시간 안정적으로 이어가는 데 성공했다. 플라즈마 안에 들어 있는 열과 입자를 더 오래, 더 강하게 가두는 ‘고감금모드’(H-모드)에서는 100초 이상 고온이 이어졌다.

KFE에 따르면, 열과 압력을 이기고 플라즈마를 오랫동안 가둘수록 핵융합 반응이 활발해진다. 결국, 이는 무한에너지에 가장 가까운 핵융합 상용화 실현에 반드시 필요한 단계다. 연구진은 2026년까지 1억도 플라즈마를 300초(5분) 동안 유지한다는 목표를 세웠다. KFE는 장치 핵심 부품 업그레이드와 인공지능(AI) 기술을 도입해 플라즈마를 더 오래, 더 안정적으로 제어하는 방식을 준비 중이다.


한국 정부는 지난 2020년 5월 법률로 KFE를 설립하고, 핵융합 발전 실용화와 민간 핵융합로 연구를 본격 추진해왔다. 핵융합은 안전하고 오염이 없는 전기 생산법으로 주목받고 있으며, 세계 각국에서 치열하게 미래 에너지 기술 개발 경쟁이 이어지고 있다. KFE 유석재 원장은 이번 기록에 대해 “이번 연구로 핵융합 데모 원자로 건설에 필요한 핵심 기술을 갖추는 데 한 걸음 더 나아갔다”며, “국제 공동연구 프로젝트인 ITER(이터) 운영과 미래 데모 원자로 설계·건설에 중요한 기술을 확보하는 게 다음 단계”라고 설명했다.
업계에서는 “이번 기록은 한국의 핵융합 기술 수준이 세계 최고 수준임을 다시 한 번 보여줬다”는 반응이 많다. 중국 등 주요 나라 역시 대규모 레이저 시설 투자를 늘리며, 미래 청정에너지 시장을 선점하려는 분위기다.

이번 KSTAR의 연속 기록 달성은 한국이 세계 핵융합 연구의 앞자리에 서고 있음을 분명하게 알린다. 무한에너지, ‘인공태양’ 시대의 초석이 구축되고 있다는 평가가 이어진다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com