인공태양이라고 불리는 핵융합에너지(Fusion Energy)는 태양에서 에너지가 만들어지는 원리를 모방해 중소수와 삼중수소의 핵융합 반응을 통해 생산하는 에너지다.
태양은 막대한 중력으로 끌어 모은 수소를 1천500만도 고온에서 핵과 전자로 분리해 플라스마 상태를 만든 뒤 수소 핵끼리 융합하도록 해 에너지를 생산하고 있다. 핵융합로는 이같은 태양에너지 생산을 모델로 인공으로 수소를 핵융합해 중성자의 높은 운동에너지를 열에너지로 바꾸고, 이 열로 터빈을 돌려 전기에너지를 생산하는 장치다. 원료로는 바닷물에 들어 있는 중수소와 인공으로 만든 삼중수소를 사용한다. 가벼운 원자핵(중수소·삼중수소)들이 융합해 무거운 원자핵(헬륨)으로 변환한다.
다만 지구 중력은 태양에 비해 너무 작으므로 수소를 모아둘 수 없다. 따라서 플라즈마를 지속적으로 발생시키기 위해서는 고진공 상태에서 1억℃ 이상의 고온이 필요한데 인공태양 핵심 기술이 이 고온 가열 능력이다.
핵융합에너지는 탄소나 미세먼지 등 유해물질을 배출하지 않으면서도 원자력발전과 같은 고준위 방사능폐기물이나 폭발위험이 없어 친환경적이고 높은 안전성을 자랑하는 미래 에너지다.
이와 함께 태양광이나 풍력 등과 비교해 기후조건에 영향을 받지 않으면서 안정적인 전력 공급이 가능하며, 바닷물의 수소와 리튬을 사용해 약 1천5백만년을 사용할 수 있을 것으로 기대되는 사실상 무한에너지다. 특히 우리나라와 같이 화석연료나 우라늄 등 에너지자원 대부분을 수입하는 나라에 ‘에너지 자립’을 안겨줄 수 있는 꿈의 에너지로 통한다.
/박형주 기자 hispen@namdonews.com