KSTAR 인공태양 개발 사업 이끌어…플라즈마 실험 가시적 성과 오늘날 우리는 단 1분,1초도 에너지 없이 살 수없다.
휴대폰,MP3,비디오 게임, 컴퓨터,DMB TV 등 우리 주변의 전자기기 역시 에너지 없이는 움직일 수 없다.
전등,전기난로,에어컨,TV,자동차가 아니더라도 우리 삶을 즐겁고 편리하게 해 주는 발명품들은 모두 어떤 형태로든지 에너지를 필요로 한다.
따라서 우리의 삶이 더 편해지고 즐거워지기를 원하면 에너지 수요도 점점 더 늘 수밖에 없다.
우리가 필요한 만큼의 에너지를 얼마든지 얻을 수 있는 것은 아니지만 핵융합에너지는 무한 에너지에 대한 인류의 꿈을 현실로 만들어 줄지도 모른다.
⊙ 제4의 물질상태인 플라즈마 핵융합 에너지는 환경적으로 깨끗한 에너지를 무한정 제공할 수 있는 매력을 가지고 있어 전 세계에서도 핵융합을 이용해 에너지를 만들려는 노력이 끊임없이 이루어져 왔다.
그러나 핵융합 에너지를 얻기 위해서는 연료를 태양보다 더 뜨거운 1억도 이상으로 가열해야 하는데 그렇게 뜨거운 것을 담을 용기를 만들 수 있는 물질이 지구상에는 아직 존재하지 않는다.
인공 태양에 대한 연구는 바로 이 문제에서부터 출발한다.
태양과 같이 스스로 빛을 내는 별들은 핵융합반응을 통해 에너지를 발생한다.
별들의 중심은 1억도 이상의 초고온 플라즈마 상태인데 이러한 상태에서는 수소와 같은 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합반응이 일어난다.
이 융합 과정에서 나타나는 질량 감소가 엄청난 양의 에너지로 방출되는데 이를 '핵융합에너지'라고 한다.
우리가 사는 지구상에는 중성 원자가 핵과 전자가 서로 떨어져 각자 따로 존재하는 플라즈마 상태로 존재하는 경우가 거의 없다.
이 때문에 플라즈마 상태는 물질의 네 번째 상태라고 불리기도 한다.
유일한 예외가 극지방의 오로라나 번개 정도일 것이다.
따라서 인공 태양을 만들기 위해서는 플라즈마를 만드는 데에서부터 시작한다.
플라즈마는 고체,액체,기체 상태가 아닌 제4의 물질 상태로 원자핵과 전자가 분리된 자유로운 형태를 말한다.
태양을 비롯한 우주의 99% 이상은 플라즈마 상태로 돼 있는데 번개나 오로라,형광등,네온사인 등이 플라즈마에 해당된다.
하지만 지구는 태양처럼 핵융합반응이 일어날 수 있는 초고온 · 고압 상태의 환경이 아니기 때문에 핵융합에너지를 얻기 위해서는 지구상에 존재하지 않는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 만들어야 하고 이 플라즈마를 가두는 그릇 역할을 하는 핵융합장치와 연료인 중수소와 삼중수소가 필요하다.
핵융합장치는 이 같은 초고온의 플라즈마를 진공용기 속에 넣고 자기장을 이용해 플라즈마가 벽에 닿지 않게 가두어 핵융합반응이 일어나도록 하는 원리를 사용한다.
이 때문에 핵융합장치 벽면에 직접 닿는 부분의 온도는 수천도에 불과하다.

