Today and Tommorrow

  핵융합 기술의 현재 진전 상황 (2025년 기준) 핵융합 발전은 태양이 에너지를 생산하는 방식처럼, 가벼운 원자핵들을 융합시켜 무거운 원자핵으로 바꾸는 과정에서 막대한 에너지를 얻는 기술입니다. 이 과정에서 온실가스나 장주기 방사성 폐기물이 거의 발생하지 않아 미래의 궁극적인 청정 에너지원으로 여겨지고 있습니다. 2025년 현재, 핵융합 기술은 아직 상업 발전 단계에 이르지는 못했지만, 연구 개발 속도가 매우 빠르게 가속화되고 있으며 특히 민간 부문의 참여와 투자가 폭발적으로 증가하고 있다는 점이 가장 큰 특징입니다. ​ 1. 과학적 및 기술적 이정표 달성 노력 핵융합 발전을 실현하기 위해서는 수억 도에 달하는 초고온 플라즈마를 안정적으로 가두고 핵융합 반응을 지속시키는 것이 핵심 기술입니다. 이를 위해 주로 '토카막(Tokamak)'이나 '스텔라레이터(Stellarator)'와 같은 자기 가둠 방식과 '관성 가둠' 방식 등이 연구되고 있습니다. 최근 몇 년간 연구 기관들은 핵융합 반응을 통해 투입된 에너지보다 더 많은 에너지를 생산하는 '순 에너지 이득(Net Energy Gain)' 달성을 위한 중요한 실험적 성과들을 발표해 왔습니다. 이는 핵융합 발전의 과학적 실현 가능성을 입증하는 중요한 단계입니다. 2025년에도 여러 연구팀과 기업들이 플라즈마를 핵융합에 적합한 온도로 가열하고 안정적으로 유지하기 위한 새로운 장치들을 선보이며 기술적 진전을 목표로 하고 있습니다. 특히, 고온 초전도 자석 기술의 발전은 소형화되고 효율적인 핵융합 장치 개발에 기여하고 있습니다. 미국 MIT에서 분사한 커먼웰스 퓨전 시스템즈(Commonwealth Fusion Systems, CFS)는 고온 초전도 자석을 활용한 SPARC 토카막 프로토타입을 건설하며 높은 에너지 이득 달성을 목표로 하고 있습니다. 이러한 기술 발전은 핵융합 장치의 크기를 줄이고 건설 비용을 낮추는 데 기여할 것으로 기대됩니다. ​ 2. 민간 ...

1. 핵융합 발전이란? 핵융합 발전은 두 개의 가벼운 원자핵이 결합하여 더 무거운 원자핵을 형성하면서 막대한 에너지를 방출하는 과정입니다. 이 과정은 태양에서 일어나는 에너지 생성 방식과 유사합니다. 핵융합은 방사능 폐기물의 양이 적고, 연료인 수소 동위원소가 풍부하여 지속 가능한 에너지원으로 주목받고 있습니다. 핵융합 발전의 가장 큰 장점은 안전성입니다. 핵분열과 달리 핵융합은 연료가 고갈되면 자연스럽게 반응이 멈추기 때문에 사고의 위험이 적습니다. 이러한 이유로 많은 국가들이 핵융합 에너지 개발에 힘쓰고 있습니다. 2. 핵융합 발전의 발전작동 시스템 핵융합 발전 시스템은 주로 두 가지 방식으로 나뉩니다: 토카막(Tokamak)과 스텔라레이터(Stellarator)입니다. 토카막  : 이 시스템은 자기장을 이용하여 플라스마를 가두고, 고온의 상태에서 핵융합 반응을 일으킵니다. KSTAR(한국형 초전도 토카막)는 이 방식의 대표적인 예입니다. 스텔라레이터  : 이 시스템은 복잡한 자기장을 이용하여 플라스마를 안정적으로 유지합니다. 스텔라레이터는 토카막보다 더 복잡한 구조를 가지고 있지만, 플라스마의 안정성을 높이는 데 유리합니다. 핵융합 발전의 작동 원리는 다음과 같습니다. 수소 동위원소인 중수소와 삼중수소가 고온에서 결합하여 헬륨과 중성자를 생성하며, 이 과정에서 방출되는 에너지를 전기로 변환하여 사용합니다. 이미지 출처 3. 각 국가별 개발현황 현재 세계 여러 나라에서 핵융합 에너지 개발이 활발히 진행되고 있습니다. 한국  : KSTAR는 2008년에 가동을 시작하였으며, 2020년에는 20초 이상 플라스마를 안정적으로 유지하는 데 성공했습니다. 이는 핵융합 연구의 중요한 이정표로 평가받고 있습니다. 유럽  : ITER(국제열핵융합실험로)는 프랑스에서 건설 중이며, 2025년 첫 플라스마를 목표로 하고 있습니다. ITER는 세계 여러 나라가 협력하여 진행하는 대규모 프로젝트입니다. 미국  : DIII-D와 같은 여...

 # 핵융합 에너지의 미래와 한국의 기술 개발 핵융합 에너지는 현재 전 세계적으로 많은 국가에서 절박하게 투자되고 있는 분야입니다. 특히, 미국과 중국을 포함한 여러 나라들은 이 기술의 상용화를 위해 막대한 자원을 투입하고 있으며, 이는 탄소중립 목표 달성을 위한 필수 요소로 인식되고 있습니다. 만약 핵융합 상용화가 이루어지지 않는다면, 2050년까지의 탄소중립 달성이 매우 어려워질 것으로 예상됩니다. 또한, 인공지능(AI) 운영에 필요한 막대한 전기에너지를 확보하기 위해서도 핵융합 기술의 발전이 필수적입니다. 한국은 이러한 에너지 시장의 패러다임을 변화시키기 위해 핵융합 기술 개발의 속도를 더욱 높여야 할 시점에 있습니다. ## 한국의 핵융합 기술 개발 오영국 한국핵융합에너지연구원 원장은 핵융합 상용화의 필요성을 강조하며, 국내 핵융합 관련 기업 생태계의 유지가 매우 중요하다고 언급하였습니다. 한국은 핵융합 기술을 통해 탄소중립 목표를 달성해야 하며, 이를 위해 민간과의 협력이 필수적입니다. 핵융합 기술 개발은 한국의 에너지 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대되며, 이를 위한 연구와 투자가 더욱 필요하다는 점이 강조되고 있습니다. ## 핵융합의 원리와 안전성 핵융합은 원자핵이 고온과 고압 환경에서 결합하여 막대한 에너지를 방출하는 반응입니다. 이 과정은 태양이 빛을 내는 원리와 유사하여, 인류가 안전하게 사용할 수 있는 에너지원으로 주목받고 있습니다. 핵융합 에너지는 원자력 에너지에 비해 안전하며, 태양광 에너지에 비해 24시간 에너지 생산이 가능한 장점이 있습니다. 현재까지 핵융합 에너지를 상용화한 국가는 없다는 점이 주목할 만합니다. ## KSTAR와 초고온 플라스마 한국은 2007년 세계 최초로 나이오븀틴 초전도자석으로 만들어진 초전도핵융합연구장치 KSTAR를 독자적으로 구축하였습니다. KSTAR는 2018년에 1억 도의 초고온 플라스마 운전을 세계 최초로 성공적으로 수행하였으며, 2020년에는 1억 도 운전 20초, 2021년에는 1억 도 ...

 한국의 핵융합 에너지 상용화 비전 핵융합 에너지는 인류의 미래 에너지원으로 주목받고 있습니다. 이에 따라 한국은 핵융합 에너지 상용화를 주도하기 위한 비전을 제시하였습니다. 과학기술정보통신부는 이와 관련한 공식 발표를 통해 한국의 역할과 계획을 구체화하였습니다. 특히, 국제핵융합실험로(ITER) 건설을 위한 협약 체결과 삼중수소 저장·공급 시스템(SDS)의 조달 약정 체결은 그 중 중요한 이정표가 될 것입니다. ## 핵융합 에너지 상용화의 시작 한국은 핵융합 에너지의 상용화에 있어 주도적인 역할을 하겠다는 목표를 세웠습니다. 과학기술정보통신부는 핵융합 에너지의 중요성을 강조하며 이를 위한 체계적인 접근을 발표하였습니다. ITER 기구와의 협약 체결은 한국이 국제적으로 핵융합 에너지 분야에서의 입지를 강화하는 데 기여할 것입니다. 특히, 삼중수소 저장·공급 시스템은 이 프로젝트의 핵심 요소로, 한국의 기술력이 중요한 역할을 하게 될 것입니다. ## 삼중수소 저장·공급 시스템 조달 2025년 3월 26일, 한국은 ITER 기구와 삼중수소 저장·공급 시스템(SDS) 조달 약정을 체결하였습니다. SDS는 ITER 프로젝트에서 필수적인 9개 조달 품목 중 마지막 핵심 품목으로, 핵융합 연료의 안전한 저장과 공급을 담당합니다. 최종 설계는 2027년까지 완료되고, 제작은 2030년까지 진행될 예정입니다. SDS는 높은 기술 수준이 요구되는 품목으로, 안전하고 안정적인 연료 저장 및 공급을 위한 성능이 필요합니다. ## 삼중수소 SDS의 중요성 삼중수소 SDS는 ITER 장치의 연료 주기 시스템을 구성하는 핵심 품목입니다. 이 시스템은 중수소와 삼중수소를 안전하게 저장하고 공급하기 위해 설계되었으며, 핵융합 에너지의 안전한 운영을 위해 필수적입니다. 이번 조달 약정을 통해 한국은 ITER 핵심 장치의 최종 설계 및 제작 과정에서 중요한 기술을 확보하게 됩니다. ## ITER 장치의 연료 주기 시스템 SDS는 ITER 장치의 연료 주기 시스템의 중요한 구성 요소로 ...

 중국의 인공 태양 실험 성공 - 중국의 국책연구소가 핵융합 원자로 연구설비인 '인공 태양'을 1억도 초고온에서 1천66초(17분 46초) 유지하는 데 세계 최초로 성공하였다. - 이 소식은 중국과 홍콩 언론에 의해 보도되었으며, 25년 1월 22일에 발표되었다. - 실험은 중국 안시성 허페이시에 있는 중국과학원 산하 플라스마물리연구소(ASIPP)에서 진행되었다. - EAST(핵융합 유도 토카막 실험 장치)를 이용하여 이루어진 이 실험은 1억도의 플라스마를 안정적으로 유지한 최초의 사례로 평가받고 있다. 핵융합의 원리와 중요성 - 핵융합 발전은 태양의 에너지 생성 방식을 본뜬 기술로, 수소 가스를 1억도 이상의 초고온 플라스마로 만들어 중수소와 삼중수소가 헬륨으로 융합하는 과정에서 나오는 막대한 에너지를 이용한다. - 이 과정에서 발생하는 에너지는 청정 에너지로, 방사선 발생이 없기 때문에 '꿈의 에너지'로 불린다. - 핵융합의 원리는 태양에서 에너지가 생성되는 방식과 유사하여, 인류의 에너지 문제 해결에 기여할 가능성이 크다. EAST 실험 장치의 역할 - 토카막은 초고온 플라스마를 자기장으로 가두는 역할을 하며, 핵융합 실험에서 필수적인 장치이다. - 이 장치는 플라스마의 안정성을 유지하고, 핵융합 반응을 유도하는 데 중요한 기능을 한다. - EAST는 중국과 국제 과학자들이 핵융합 관련 연구를 진행하는 개방형 실험 플랫폼으로서의 역할을 수행하고 있다. 기술적 제약과 연구의 필요성 - 핵융합 에너지는 원료인 수소를 쉽게 얻을 수 있지만, 초고온 상태 유지 등 기술적 제약을 해결해야 실제로 효율적으로 에너지를 얻을 수 있다. - 현재의 기술로는 핵융합로가 안정적으로 전기를 생산하기 위해서는 수천 초 동안 안정된 상태에서 효율적으로 작동해야 한다. - 이러한 기술적 도전 과제를 해결하기 위한 연구가 지속적으로 필요하다. 기록의 의미와 연구소장 발언 - 쑹윈타오 연구소장은 "핵융합로가 안정적으로 전기를 생산하려면 핵융합 장치...