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핵융합 발전의 혁신 될까? SPARC



(A rendition of the SPARC high-field tokamak experiment, which would produce the first fusion plasma to have a net energy gain. Credit: Ken Filar)


 핵융합 발전은 무궁무진한 연료를 사용할 수 있으면서 오염 물질이 거의 없다는 장점 때문에 궁극의 에너지원으로 불리고 있습니다. 문제는 핵융합 반응이 매우 높은 온도와 압력에서 이뤄지기 때문에 상업적 발전이 매우 어렵다는 것입니다. 세계 각국이 막대한 투자를 분담해 개발이 진행 중인 ITER 조차 상업적 핵융합 발전의 준비 단계에 불과합니다. 


 그런데 Commonwealth Fusion Systems라는 스타트업과 MIT의 연구팀은 상업 발전에 한층 가까운 핵융합로를 개발하겠다고 밝혔습니다. SPARC라고 명명된 이 핵융합로는 사실 완전 새로운 기술이 아니라 토카막 형태의 핵융합로입니다. 이들이 지닌 신기술은 핵융합로 디자인이 아니라 초전도 자석에 있습니다. 


 이들에 의하면 Yttrium barium copper oxide (YBCO) 소재의 초전도 자석 덕분에 스파크는 매우 강력한 자기장을 만들어 고온 플라스마를 안정적으로 유지할 수 있다고 합니다. (대략 90K 정도로 질소의 끓는점보다 높은 수준. 하지만 몇 가지 제약이 있어 상업적으로 널리 사용되지는 못하고 있음) 현재 플라스마의 형태를 유지하기 위해 사용되는 초전도 자석 (플라스마가 핵융합 반응을 지속하기 위해서는 자기장으로 가둬야 함)은 매우 낮은 온도에서 작동하기 때문에 냉각 시스템 때문에 부피가 매우 크고 복잡할 수밖에 없습니다. 


 하지만 이들이 만든 YBCO 초전도 자석은 훨씬 높은 온도에서도 잘 작동한다고 합니다. 따라서 낮은 비용과 작은 부피로도 핵융합 반응을 유지할 수 있습니다. 만약 사실이라면 획기적인 발명이지만, 실제로 그럴지는 역시 뚜껑을 열어봐야 평가가 가능할 것입니다. YBCO로 이런 일이 가능하다면 단순히 핵융합 반응을 넘어 여러 분야에 응용 가능성이 있습니다. 비교적 저렴한 질소로 냉각이 가능하니까요. 


 아무튼 재미있는 이야기긴데 실물을 들고 나와야 믿어줄 수 있을 것 같습니다. 


 참고 





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