뉴질랜드의 한 기업이 무제한 핵융합 에너지 실현에 한 걸음 더 다가섰습니다.

(CLO) 뉴질랜드 수도 웰링턴의 한 창고에서, 새로 설립된 한 회사가 새로운 유형의 핵융합 반응로를 이용해 지구상에서 별의 에너지를 재현하려는 시도를 하고 있습니다.

핵융합 에너지란 무엇인가요?

이 회사의 목표는 현재 세계 가 사용하는 핵에너지와는 완전히 반대되는 반응을 통해 생성되는 거의 무한한 형태의 청정에너지인 핵융합을 생산하는 것입니다.

즉, 핵융합은 원자를 분열시키는 대신 결합시키는 과정으로, 태양이 에너지를 생성하는 방식과 매우 유사합니다. 이 과정은 우주에서 가장 풍부한 원소인 수소를 이용하여 강력한 에너지를 생성합니다.

뉴질랜드 웰링턴에 있는 오픈스타 테크놀로지스의 핵융합로. 사진: 오픈스타 테크놀로지스

이달 초, 오픈스타 테크놀로지스는 약 30만도에 달하는 초고온 플라즈마를 생성하는 데 성공했다고 발표했습니다. 이는 핵융합 에너지 생산을 향한 중요한 진전입니다.

오픈스타의 창립자이자 CEO인 라투 마타이라는 "첫 번째 플라즈마는 회사의 시스템이 효과적으로 작동하고 있음을 입증하는 중요한 이정표였다"고 밝혔습니다.

그는 이러한 목표를 달성하기 위해 회사가 2년 동안 약 1천만 달러를 투자했으며, 목표는 핵융합 에너지 기술을 더 저렴하고 빠르게 만드는 것이라고 덧붙였습니다.

오픈스타는 핵융합 에너지 연구 개발에 박차를 가하는 몇 안 되는 스타트업 중 하나로, 아직 그 실현 가능성이 완전히 입증되지는 않았지만 이 에너지원을 상용화하는 것을 목표로 하고 있습니다.

핵융합산업협회에 따르면 핵융합 에너지 기업들은 71억 달러 이상의 자금을 유치했습니다. 그러나 전문가들은 앞으로 갈 길이 멀고 험난하다고 경고합니다.

핵융합은 태양과 다른 별들이 에너지를 생성하는 방식과 유사한 과정으로, 종종 청정에너지의 "성배"라고 불립니다. 핵융합은 사실상 무한하며, 환경을 오염시키지 않고, 현재의 원자력 발전소에서 발생하는 핵분열 반응처럼 위험한 방사성 폐기물을 발생시키지 않습니다.

이는 심화되는 기후 위기에 대처하는 데 있어 획기적인 진전입니다. 대규모 신규 인프라 건설 없이도 안정적이고 지속적인 에너지를 공급할 수 있습니다. 즉, 현재의 삶을 방해하지 않고 청정에너지로 전환할 수 있다는 의미입니다.

하지만 지구에서 핵융합 에너지를 생산하는 것은 매우 어려운 과제입니다.

새로운 융합 기술

가장 일반적인 기술은 토카막이라고 알려진 원자로를 사용하는 것인데, 이 원자로는 해수에서 쉽게 구할 수 있는 중수소와 리튬에서 추출한 삼중수소, 두 가지 형태의 수소 가스로 채워져 있습니다.

토카막 내부 온도는 1억 5천만 도에 달하는데, 이는 태양 핵보다 10배나 높은 온도입니다. 이처럼 극도로 높은 온도에서 수소 동위원소들은 플라스마 덩어리 안에서 서로 충돌하여 핵융합을 일으키고 막대한 에너지원을 생성합니다.

토카막의 자기 코일은 플라즈마가 장치 벽에 닿지 않도록 도와줍니다.

하지만 오픈스타의 기술은 정반대입니다. 자석 안에 플라즈마가 있는 것이 아니라, 플라즈마 안에 자석이 있는 것입니다.

오픈스타 원자로 내부 애니메이션 영상. 이미지: 오픈스타 테크놀로지스

이 원자로는 약 16피트 너비의 진공 챔버 내부에 강력한 자석이 매달려 있는 구조입니다. 이러한 구조는 지구 자기장과 같은 자연 현상에서 영감을 얻었습니다.

물리학자 아키라 하세가와는 1980년대 목성 주변 플라스마 연구를 바탕으로 이 개념을 도입했습니다. 이 원리를 적용한 최초의 장비는 MIT와 컬럼비아 대학교의 공동 연구로 제작되어 2004년에 가동되었지만 2011년에 가동이 중단되었습니다.

마타이라 교수는 "이 원자로의 장점은 테스트를 신속하게 반복하고 성능을 매우 빠르게 개선할 수 있다는 점"이라고 말했다. 토카막과 비교했을 때, 오픈스타의 기술은 더 간단하고 문제가 발생했을 때 수리가 더 용이하다.

OpenStar는 1,200만 달러를 모금했으며, 향후 2~4년 내에 두 개의 프로토타입을 추가로 제작하기 위해 더 큰 규모의 투자 유치를 준비하고 있습니다.

핵융합 에너지는 점점 더 실현 가능성이 높아지고 있습니다.

오픈스타는 지난 5년 동안 등장한 수많은 핵융합로 스타트업 중 하나일 뿐입니다. 중국, 미국, 한국과 같은 국가들도 핵융합로 연구 개발에 박차를 가하고 있으며, 모두 어느 정도 성과를 거두고 있습니다.

한국 핵융합연구소에 있는 첨단 연구 장치인 한국형 초전도 토카막(KSTAR), 일명 "인공 태양". 사진: AFP

컬럼비아 대학교의 제럴드 나브라틸 교수는 "이 분야는 매우 빠르게 발전하고 있어서 민간 투자자들이 이 기술의 연구 개발을 가속화하기 위해 기꺼이 자본을 투자하고 있다"고 말했다.

토카막 기술 분야의 선두주자인 커먼웰스 퓨전 시스템즈(Commonwealth Fusion Systems)는 20억 달러 이상을 모금했습니다. 한편, 오픈스타(OpenStar)와 잽 에너지(Zap Energy) 같은 다른 회사들은 보다 독창적인 접근 방식을 추구하고 있습니다. 잽 에너지는 전기 펄스를 이용해 플라즈마를 생성하는 소형의 확장 가능한 원자로 개발에 집중하고 있습니다.

이 분야의 기업들은 "핵융합 에너지는 언제 상용화될 것인가?"라는 질문에 대한 답을 내놓고 있습니다. 오픈스타는 6년을 예측하고, 커먼웰스 퓨전은 2030년 초를 예상하며, 잽 에너지도 비슷한 답변을 내놓고 있습니다.

하지만 영국 원자력청은 상당한 과학적 , 기술적 난제 때문에 핵융합 에너지의 상용화는 이번 세기 후반에나 가능할 것이라고 밝혔습니다.

나브라틸은 스타트업들이 때때로 "자신들이 할 수 있는 것을 과대평가하는 경향이 있다"고 지적했습니다. 특히 안전하고 신뢰할 수 있는 에너지 시스템을 구축하는 데 있어 이론을 실천으로 옮기는 것은 매우 복잡한 과정입니다.

그럼에도 불구하고 마타이라는 핵융합 에너지 개발 경쟁이 기업들이 서로에게 배우고 함께 빠른 발전을 이끌어내는 활기찬 경쟁 환경을 조성할 것이라고 믿습니다.

하짱 (CNN 보도에 따르면)

출처: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhiet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html