핵융합 연구(「거대과학」에 도전한다:1)
◎대덕연구단지 「한빛장치」 본격 가동/기체 1천만도 가열때 생기는 「꿈의 에너지원」/반도체·엑시머레이저 기술에 필수/국책과제 선정… 시설·인력 시스템화
거대한 장치와 광활한 공간을 대상으로 펼쳐지는 메가사이언스(거대과학).메가사이언스는 엄청난 투자규모와 고도의 복합기술수준을 바탕으로 하며,기술의 선도성과 파급효과도 대단하다.그런 만큼 도전하지 않고는 기술선진국이 될수 없는 것이 바로 이 분야이다.이제 연구개발투자 1백억달러시대를 맞은 우리나라가 마침내 메가사이언스 도전에 나섰다.우주,항공,해양,원자력등 국내에서 본격화 되고 있는 메가사이언스 연구현장을 찾아 시리즈로 엮는다.
「한빛에서 인공태양으로」거대과학의 대명사로 불리는 핵융합연구가 대덕연구단지에서 한창 무르익고 있다.
핵융합연구란 흔히 제4의 물질이라고 불리는 플라스마에 대한 총체적인 연구를 말한다.한국표준과학원 기초과학지원센터(소장 최덕린)는 플라스마연구에 있어 국내에서 선진국수준의 기초연구를 가능케 한 초대형 국가공동 연구시설인 「한빛장치」가 지난해 6월 처음 가동을 한데 이어 장기적 국가사업으로서의 역사적 전환을 앞두고 있다.
이 「한빛장치」는 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)으로부터 기초과학지원센터에 장기임대형식으로 이관된 플라스마융합장치 「타라」(빛의 신)를 바탕으로 개조·개선하여 설치됐다.
지난 83∼85년 미에너지성이 6천5백만달러를 들여 완공,85∼90년까지 MIT에서 플라스마연구에 쓰였던 세계적 기기인 「타라」가 한국에 이전 설치됨으로써 이의 성능 등을 알고있는 일본 및 미국의 유수대학과 연구기관들이 연구결과공동활용을 제의해오고 있다.
95년 6월부터 가동된 이 장치는 현재 서울대·과기원·원자력연구소 등 국내 연구실에 흩어져 있는 소형 플라스마시설과 인력의 시스템화를 이루는데 성공했다.또 이 장치로 해서 플라스마 기초기반기술의 빠른 확보는 물론 해외 선진연구기관과의 교류,차세대 「꿈의 에너지원」이라고 불리는 플라스마 핵융합로의 복합기술개발이 국책과제로까지 선정되기에 이르렀다.
플라스마란 원래 의학용어로 「잘 알 수 없는 상태」,즉 혼돈을 가리키는 의미로 사용되었다.그러나 현대물리학에서 플라스마는 고체·액체·기체외의 또 하나의 물질상태를 가리킨다.액체에 에너지를 가하면 기체가 되는 것처럼 기체에 매우 큰 에너지를 가하면 일상적으로는 흔히 볼 수 없는 상태인,원자핵이 분리된 상태에 이르게 된다.
바로 이 상태를 플라스마라고 부르고 플라스마 핵융합로의 실현가능성을 전망케 한다.「한빛장치」가 설치된 기초과학지원센터내 기기실은 길이 35m,너비 20m에 지하1층,지상4층의 규모.이 기기실은 기초과학연구를 위해 만든 공간 중에서는 국내 최초로 천장이 높은 하이베이방식으로 설계된 특수동이다.
특히 이 플라스마융합장치는 모든 기기가 컴퓨터에 의해 통제되며 중앙통제실에서 한 사람의 연구원만으로도 모든 작업이 가능하다.이 장치는 전자레인지처럼 고주파를 발생시켜 몇분만에 섭씨 1천만도까지 기체를 가열시켜 플라스마상태를 만들고 강력한 자기장을 형성시켜 그 속에 플라스마를 가두어 놓는다.
『우주를 이루는 물질의 99.99%가플라스마상태로 되어 있어요.그런데도 플라스마연구라고 하면 실용성이 전혀 없는 학문으로 여기는게 안타깝습니다.엑시머레이저 기술,고온정밀세라믹가공,우주왕복로켓,반도체 등 첨단과학기술을 발전시키기 위해서도 플라스마 연구가 선행돼야 합니다』
플라스마프로젝트 책임연구원으로 89∼91년까지 MIT 플라스마용합연구소의 책임연구원과 객원교수를 지냈던 이경수박사(기초과학지원센터 공동연구기기부 부장)의 하소연(?)이다.
이박사는 『우리나라가 세계 최고의 반도체생산국이라지만 그 반도체를 제작할 수 있는 원천기술이 없어 장비일체를 일본에서 들여오고 있다』면서 정밀한 반도체 생산을 위해서는 플라스마를 깎아주지 않으면 안되는데 이를 수입품에 의존하기 때문에 고부가가치를 얻을 수 없는 것을 안타까워 했다.
