한국, 미국, 중국, 유럽연합(EU) 등이 2007년부터 프랑스 남부 카다라슈에 핵융합 반응 에너지 생산 실험로를 건설하는 사업. 이른바 ‘땅 위의 인공태양’ 건설 사업으로 꼽히며 2035년 본격 가동을 목표로 하고 있다.

국내 연구진이 1억도가 넘는 고온을 견딜 수 있는 합금소재를 개발했다. 카이스트 원자력 및 양자공학과 류호진 교수팀은 여러 가지 술을 섞어 칵테일을 만드는 것처럼 다양한 금속원소들을 혼합하는 방식으로 고온에도 견딜 수 있는 신소재 합금을 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. ‘인공태양’, ‘차세대 에너지원’으로 주목받고 있는 핵융합 발전기술이 상용화되기 위해서는 1억도가 넘는 플라즈마를 가둬놓을 수 있는 ‘토카막’ 용기의 내구성이 중요하다. 현재 토카막 용기는 금속 원소 중 녹는점이 가장 높은 텅스텐과 다른 금속들을 소량 섞은 물질로 만들고 있다. 그렇지만 고온의 플라즈마를 오랫동안 가두고 있다보면 손상이 발생한다. 연구팀은 칵테일처럼 여러 금속 분말을 혼합한 다음 틀에 넣고 열과 압력을 가해 모양을 만드는 분말야금 기술로 텅스텐보다 경도와 강도가 2배 이상 향상된 신소재 합금을 만들었다. 또 고온의 온도에서 서로 다른 금속원소들이 섞여 있을 경우 핵융합 반응이 일어나면서 나타날 수 있는 방사능 배출을 막기 위해 크롬이나 티타늄 같은 반응성이 낮은 금속들을 혼합했다. 류 교수는 “핵융합 발전에서 플라즈마를 오랜 시간 가둬두다 보면 열과 플라즈마, 중성자로 인해 용기의 손상이 심해져 파손 가능성이 커진다”며 “이번 연구는 핵융합 및 원자력발전에서 쓰일 수 있는 고강도 금속소재 개발을 촉진시킬 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

11일 경남 창원시 태경중공업에서 열린 ‘국제 핵융합실험로’(ITER) 설비 출하식에서 참석자들이 설비를 둘러보고 있다. 이 설비는 국제 핵융합실험로의 핵심 부품인 진공용기와 초전도 코일 등을 부분 조립하는 장비로 높이가 23m, 무게는 900t에 달한다. 창원 연합뉴스

가상현실 통한 우주 탐험 등 나흘간 체험 프로그램 풍성 ‘가상현실(VR)로 카누와 산악자전거를 타고 달 착륙선과 나로호 모델도 보고….’ 대전사이언스페스티벌이 오는 22~25일 한빛탑광장과 엑스포시민광장 등에서 열린다. 대전시는 18일 “사이언스페스티벌은 권선택 대전시장이 ‘지역 특색에 딱 들어맞는다’며 대전의 대표 축제로 키우면서 급성장했다”며 “그 위상에 걸맞게 새 프로그램을 많이 만들었다”며 이같이 밝혔다. 새 프로그램으로 한국항공우주연구원의 ‘달 탐사관’이 있다. 달 착륙선과 한국 최초의 우주발사체 나로호 모델을 볼 수 있다. 우주인이 무중력 상태에서 걷거나 그림 등을 그릴 때의 느낌을 체험할 수 있는 프로그램에 중력 가속도 체험, 우주선 탑승 체험, 우주복 입기도 있어 과학에 호기심이 많은 어린이의 흥미를 끌 것으로 보인다. 삼성 정보통신기술(ICT) 체험관도 눈길을 끈다. 특수 장비에 앉아 안경을 쓰고 화면을 보면서 카누나 산악자전거를 탈 수 있다. 현장에서 실제로 타는 것처럼 스릴을 만끽할 수 있는 4차원(4D) 체험이다. VR을 통해 우주여행을 떠나고, 색칠한 그대로 살아나는 증강현실(AR)의 크레용팡 게임도 즐길 수 있다. 정부출연연구소 등 20여개 대덕연구개발특구 연구소는 특색 있는 프로그램을 내놨다. 국가핵융합연구소는 인공태양만들기, 국방과학연구소는 미래무기만들기, 한국천문연구원은 태양계 중력저울 체험 등을 제공한다. 각 연구소의 과학자들은 어린이들에게 다양한 과학지식을 전하는 ‘X-stem’ 프로그램을 운영한다. 24~25일 이틀간 ‘포켓몬 고의 비밀’ ‘뇌과학’ 등 20개 과학 강의를 무료로 진행한다. 시는 사전 예약이 모두 마감될 정도로 뜨거운 반응을 보이자 곧바로 유튜브에 강의 장면을 올린다는 구상이다. 행사 중 제1회 메이커페스티벌이 열리는 것도 올 축제를 풍요롭게 한다. 일반인이 만든 드론 등 과학 작품을 전시하는 이벤트다. 대전 이천열 기자 sky@seoul.co.kr

　‘제2의 태양’ ‘인공태양’으로 불리는 핵융합 발전이 상용화되기 위해서는 자기장을 이용해 고온의 플라즈마를 가둬둘 수 있어야 한다. 핵융합 분야에서는 플라즈마를 가둬두는 과정에서 발생하는 에너지 손실현상이 풀리지 않는 문제였다. 핵융합 상용화 연구가 시작된지 30년 동안 난제로 남아있던 이 문제를 국내 연구진이 풀어냈다. 　울산과학기술원(UNIST)와 포스텍, 국가핵융합연구소 공동연구진은 핵융합 플라즈마의 경계면 불안정성 현상이 발생하는 구체적인 메커니즘을 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호에 발표했다. 　핵융합 반응을 일으키기 위해서는 수 천만~수 억도 이상의 고온 플라즈마를 오랜 시간 가둬둘 수 있어야 한다. 플라즈마는 초고온의 음전하를 지닌 전자와 양전하를 지닌 이온이 분리된 기체 상태로 고체, 액체, 기체와 함께 ‘제4의 물질 상태’로 불린다. 고온의 플라즈마는 토카막이라는 용기에 강력한 자기장을 걸어 중간에 띄워놓는 형태로 가둔다. 토카막에 갇힌 고온의 플라즈마 표면은 외부와 압력이나 온도차이가 커 ‘경계면 불안정성’(ELM) 현상이 생기면서 에너지 손실이 발생한다. ELM 현상은 안정적인 핵융합 반응을 방해하기 때문에 핵융합 상용화를 위해서는 반드시 해결해야 하는 문제다. 　토카막 외부에서 강한 자기장을 가하면 ELM 현상이 사라진다는 사실은 기존에도 알려졌지만 왜 이런 현상이 나타나는지 밝혀지지 않아 근본적인 문제 해결이 어려웠다. 　연구진은 외부 자기장으로 플라즈마를 제어할 때 생기는 작은 소용돌이 형태의 난류현상이 고온의 플라즈마 상태를 안정적으로 바꾼다는 사실을 밝혀냈다. 외부 자기장을 걸어주면 고온 플라즈마와 플라즈마 표면 같은 경계면의 전자 온도와 밀도가 요동치면서 ELM 현상을 없앤다는 해석이다. 핵융합계에서는 이번 연구가 ELM 제어 방법 개발에 새로운 가능성을 열어준 것이라고 평가하고 있다. 　이재현 UNIST 핵융합플라즈마물리연구센터 연구원은 “한국형 핵융합실험장치(KSTAR)에 설치된 장치를 이용해 기존에 관측하기 어려웠던 난류현상과 ELM 현상을 살펴볼 수 있었다”며 “핵융합 난제 중 하나인 외부 제어용 자기장을 이용한 ELM 현상 억제 메커니즘을 밝혀냄에 따라 핵융합 상용화에 한걸음 더 다가서게 됐다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

맑은 가을 밤하늘은 별을 관찰하는 데 최적의 조건을 제공한다. 밤하늘을 수놓는 별들은 태양처럼 뜨겁게 타고 있는 항성이다. 몇 백 광년 떨어져 있는 아름다운 별들의 내부에서는 수소 같은 가벼운 원자들이 결합해 무거운 헬륨 원자핵을 만들어 내는 ‘핵융합 반응’이 끊임없이 일어나고 있다. 두 개의 원자가 하나의 원자로 만들어지는 과정에서 질량이 줄어드는 만큼 에너지가 외부로 방출되는데, 이것이 바로 ‘핵융합 에너지’다. 태양도 핵융합 반응을 일으키며 빛과 열을 발산하고 있다. 현재 태양빛의 세기는 초당 약 6억t의 수소가 핵융합 반응을 일으키며 타고 있는 것으로 추정되는데 이런 강도의 빛을 계속 낼 수 있다고 가정할 경우 태양은 앞으로 100억년 이상 우리 곁에 있을 것으로 보인다. ●같은 듯 다른 핵융합과 원자력 우리가 알고 있는 원자력 에너지는 핵분열 반응으로 발생하는 에너지를 이용해 물을 끓여 증기를 만들고, 이 증기로 터빈을 돌려 전기를 얻는다. 물을 끓이기 위한 에너지원 공급 방식이 화력 발전에서는 보일러 내 화석연료의 연소 반응이지만, 원자력 발전에서는 원자로 내에서 방사성 동위원소의 핵분열 반응이다. 핵융합 에너지는 두 종류의 수소 동위원소를 합쳐 새로운 물질을 만들어 낼 때 나오는 에너지를 이용해 물을 끓여 증기를 만들고 발전기를 돌린다는 점에서만 다를 뿐이다. 사실 화력 발전, 원자력 발전, 핵융합 발전 모두 쓰이는 연료만 다를 뿐 전기를 얻는 방식은 같은 ‘이란성 삼둥이’인 셈이다. 지구는 태양처럼 핵융합 반응이 쉽게 일어날 수 있는 초고온·초고압 상태가 아니다. 현재 지구 상에서 핵융합 반응을 일으키기에 적합한 물질은 수소 동위원소인 ‘중수소’와 ‘삼중수소’다. 중수소는 바닷물 1㎥당 30g 정도 추출할 수 있으며, 삼중수소는 자연적으로는 존재하지 않지만 리튬에서 뽑아낼 수 있다. 중수소와 삼중수소 원자를 단지 같은 공간에 넣어 둔다고 해서 저절로 융합 반응이 일어나지는 않는다. 같은 양전기를 띠고 있는 두 물체는 서로 밀어내는 힘이 있는데 외부에서 이 힘을 뛰어넘는 힘을 가해 강제로 융합 반응을 일으켜야 한다. 서로 밀어내는 힘을 넘어서 핵융합을 일으키기 위해서는 1만eV(전자볼트)의 에너지, 온도로 환산하면 1억도 이상이 필요하다. 고온의 상태에서 핵융합 반응이 발생하면 고체나 액체, 기체 상태가 아닌 원자핵 이온(양전자)과 전자(음전자)가 분리된 제4의 물질상태인 플라스마 상태가 된다. 번개나 오로라, 형광등, 네온사인 등의 내부가 바로 플라스마 상태다. ●자기장으로 플라스마를 가둔다 번개를 보더라도 자연 상태에서는 플라스마가 오래 지속될 수 없다. 주위의 다른 물질과 반응해 중성의 기체 상태로 돌아가버리기 때문이다. 핵융합 반응을 통해 에너지를 얻기 위해서는 진공 상태의 용기인 핵융합 장치에 핵융합 연료를 넣고 1억도 이상의 초고온 상태로 만들어야 한다. 이렇게 만들어진 플라스마가 오래 지속될 수 있도록 하는 기술이 핵융합 발전의 핵심이다. 또 높은 온도의 플라스마가 핵융합장치 벽에 닿으면 순식간에 녹아내릴 수 있기 때문에 플라스마가 벽에 닿지 않도록 하는 것도 필요하다. 플라스마 상태에서 원자핵 이온과 전자의 전기적 성질을 이용해 진공용기 속에 촘촘히 자석을 배열해 벽에 닿지 않고 핵융합 반응이 일어나도록 하는 방법이 있다. 이런 방식을 ‘자기 핵융합’이라고 부른다. 또 핵융합 연료인 중수소와 삼중수소를 작은 구슬 속에 압축해 넣은 다음 사방에서 고출력 레이저 빔으로 가열하면 순간적으로 초고온·초고압 상태가 만들어지면서 핵융합 반응이 발생하며 폭발한다. 이 때 나오는 에너지를 얻는 방식이 ‘관성 핵융합’인데, 이는 수소폭탄에서 주로 사용되는 방법으로 발전소처럼 연속적으로 일정한 에너지가 나오도록 조절하기 힘들다는 문제가 있다. ●가장 주목받고 있는 장치는 토카막 현재 지구상에서 인공태양을 만들기 위한 방법 중 가장 실용화에 근접한 방식은 초고온의 플라스마를 자기장을 이용해 가두는 ‘토카막’이란 장치를 이용하는 것이다. 토카막은 ‘토로이드 자기장 구멍’이란 뜻의 러시아어 합성어로 1950년대 초반 당시 소련의 물리학자들이 제안한 방식이다. D자 모양의 초전도 자석으로 자기장을 만들어 플라스마가 도넛 모양의 진공용기 내에서 안정된 상태를 유지하도록 만들어 주는 장치다. 현재 작동 중이거나 새로 짓는 실험용 핵융합로 대부분이 토카막 방식일 정도로 핵융합 분야에서는 일찍이 우수성을 인정받아 온 기술이다. 대전 국가핵융합연구소가 2007년 9월 완공해 2008년 7월부터 가동하고 있는 차세대 초전도핵융합연구장치 ‘KSTAR’도 토카막 방식으로 운용되고 있다. 핵융합 발전을 위한 연구가 계속 진행되고 있지만 상용화를 위해 풀어야 할 숙제도 많다. 대표적인 것이 ▲핵융합 발전 출력을 높이기 위한 고성능 플라스마의 장시간 유지 기술 ▲초고온 플라스마 상태에도 견딜 수 있는 핵융합로 재료 기술 ▲핵융합 반응을 전기에너지로 전환하는 동력 변환 기술 ▲플라스마 제어기술 등 네 가지 정도다. 국제핵융합실험로 공동개발사업을 주관하는 국제기구인 ITER의 이경수 기술총괄 사무차장은 “핵융합 상용화를 위해서는 플라스마 상태를 장시간 유지하도록 만드는 것과 플라스마를 제어하는 기술이 핵심”이라며 “2019년 완공을 목표로 하는 ITER이 본격 가동되기 시작하면 핵융합 발전 상용화를 가로막고 있는 다양한 어려운 문제들을 해결할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

자동차 헤드램프가 표현하는 인공태양의 무한 에너지는 어떤 표정일까. 흙·물·불에서 발생하는 전기에너지가 부화시킨 병아리는 또 어떤 생명의 기운을 느끼게 하나. 이 같은 물음에 답하는 ‘드림 소사이어티-엑스 브리드(X brid)’전이 다음달 16일까지 서울 종로구 부암동 서울미술관에서 이어진다. 인간과 환경의 공존을 묘사한 독특한 전시로, 부제인 ‘엑스 브리드’는 혼성물, 이질적인 것의 결합 등을 뜻하는 하이브리드(Hybrid)와 미지의 수 ‘X’를 조합해 만든 단어다. 전시에는 강영호·김기라·김찬중·박여주·백정기·아피찻뽕 위라세타쿤·요시카즈 야마가타·이예승·최우람·파블로 발부에나·화음쳄버오케스트라 등 설치·패션·영상·음악·미디어아트 등의 다양한 분야에서 활동하는 예술가들이 참여했다. 건축가 김찬중은 ‘인간이라는 자연물과 건축이라는 인공물’을 결합해 도시에 대한 철학적 탐구를 시도한다. 설치작가 최우람은 자동차 헤드라이트를 소재로 거대한 인공태양을 제작해 근원적 자연의 힘인 태양을 인공적으로 재탄생시켰다. 작가 백정기는 촛불이 만든 전기에너지로 전시 기간 달걀을 부화시키는 작품을 통해 에너지의 선순환을 연구했다. 세대·계층별 자살률을 도표화해 카펫을 만들고 이를 관객이 밟고 지나다니게 한 김기라는 사회의 구조적 문제를 자각하도록 이야기하고, 사진작가 강영호는 사진 찍는 사람과 찍히는 사람의 경계를 없애 자아와 타자의 관계에 대해 고민하게 만든다. 외국 작가로는 ‘패션계의 이단아’로 불리는 요시카즈 야마가타가 인간의 해탈과 자유를 추구하는 동양적 영성을 의상이라는 매체에 투영해 시각화한다. 2010년 칸영화제 황금종려상을 수상한 태국의 영화감독 아피찻뽕 위라세타쿤은 단편 ‘불꽃놀이’를 통해 인간과 자연, 성, 사회 등 여러 경계를 되돌아보게 한다. 오상도 기자 sdoh@seoul.co.kr

테이트 모던을 찾는 사람들은 여러 가지로 놀라움을 금치 못한다. 99m 높이의 굴뚝과 길이 152m, 폭 24m, 높이 35m에 달하는 적벽돌의 거대한 화력발전소 건물을 그대로 유지하고 있는 까닭에 일단 압도적인 규모에 놀란다. 놀란 입은 내부로 들어가면 더 벌어진다. 어마어마한 공간이 눈앞에 펼쳐지기 때문이다. 과거에 화력발전소의 핵심 시설인 터빈이 자리했던 ‘터빈홀’이다. 미술관은 매년 10월부터 이듬해 봄까지 현대미술계의 쟁쟁한 예술가들을 선정해 이곳에서 특별전시를 기획한다. 단일 전시공간으로는 최대인 이 드넓은 터빈홀을 예술가들은 마음껏 활용해 혁신적이고 창조적인 설치작품을 선보이며 테이트 모던이 현대미술의 꽃으로 자리매김하는 데 결정적인 역할을 했다. 2000년 터빈홀을 장식한 첫 번째 예술가는 루이스 부르주아. 알을 품은 거대한 어미 거미를 형상화한 ‘마망’(Maman)이라는 설치작품으로 유명한 부르주아는 옛 산업 시설이 지닌 거친 매력을 간직한 터빈홀에 또 다른 거대한 거미를 들여놓았다. 2002년 인도 출신 영국인 예술가 애니시 커푸어가 선보인 ‘마르시아스’는 현대미술계에서 테이트 모던의 위치를 확고하게 자리매김하게 만든 전시회였다. 그는 그리스 신화에 등장하는 반은 사람, 반은 동물의 종족인 마르시아스를 표현하기 위해 붉은색 거대한 나팔관을 터빈홀에 설치했다. 2003년 있었던 올라푸르 엘리아손의 ‘웨더 프로젝트’는 아직도 화제가 되는 전시다. 베를린을 거점으로 활동 중인 덴마크 출신의 엘리아손은 터빈홀 천장을 거울로 도배한 뒤 벽과 만나는 모서리 지점에 수백개의 전구로 구성된 오렌지색 발광체로 인공태양을 만들었다. 여기에 연무를 뿜어내는 기계를 설치해 태양이 저물어 가는 순간의 풍경을 인공적으로 만들어 냄으로써 환경문제를 제기한 전시였다. 2006년 카르스텐 횔러는 놀이동산에 있는 대형 미끄럼틀을 설치하고 ‘테스트 사이트’라는 제목을 달았다. 5층 높이의 갤러리홀에서 뱅글뱅글 돌아 터빈홀로 내려오는 미끄럼틀을 타며 작품을 몸으로 감상하기 위해 사람들은 시간 가는 줄 모르고 줄을 섰다. 2007년 콜롬비아 출신의 조각가 도리스 살세도는 지진이 난 것처럼 터빈홀의 콘크리트 바닥에 균열을 만들었다. 인종차별과 현대문명의 붕괴를 상징하는 이 충격적 작품의 흔적은 터빈홀 바닥에 그대로 남아 있다. 미로슬라브 발카는 2009년 거대한 컨테이너 박스를 전시장 한가운데 설치해 완벽한 암흑의 공간을 체험하게 했다. 아이웨이웨이는 2010년 수공예로 제작한 해바라기씨 1억개를 바닥에 쌓는 방식으로 동양적 관점에서 정치·사회적 메시지를 던졌다. 매번 화제를 낳는 터빈홀의 특별기획 전시는 개관 이후 지난 2012년까지 다국적 소비재 기업인 유니레버사의 후원을 받아 ‘유니레버 시리즈’라는 타이틀로 이뤄졌다. 유니레버의 바통을 이어받은 기업은 우리나라의 현대자동차다. 문화예술과의 만남을 통해 자동차에 이동수단 그 이상의 인간 중심적 가치를 불어넣는다는 취지로 지난 1월 현대차는 테이트 모던과 2015~2025년 11년간의 장기 파트너십을 맺었다. 내년부터 테이트 모던은 터빈홀에서 ‘현대커미션’(Hyundai Commission)이라는 타이틀로 혁신적인 현대미술 작품을 선보이게 된다. 현대차에 따르면 장기 파트너십의 첫 사업으로 한국이 낳은 세계적인 비디오 아티스트 백남준 전시회가 개최될 예정이다. 현대차는 테이트 모던의 백남준전이 원활하게 개최될 수 있도록 테이트 모던이 백남준의 작품 9점을 구매하는 데도 후원했다. lotus@seoul.co.kr

현대중공업이 ‘인공태양’이라 불리는 국제핵융합실험로(ITER)의 진공용기 제작에 착수, 핵융합 발전시장에 첫발을 내디뎠다. 현대중공업은 2일 한국을 비롯한 선진 7개국이 2019년까지 프랑스 남부 카다라슈에 만들고 있는 ITER의 핵심장치를 울산공장에서 제작하고 있다고 밝혔다. ITER은 태양에너지처럼 초고온 플라스마를 생성시켜 수소 원자핵이 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합 반응을 인공적으로 재현, 바닷물을 원료로 500㎿ 이상의 초대용량 에너지를 생산하는 장치이다. 우주에서 태양과 같은 역할을 하는 핵융합 에너지를 인공적으로 만드는 작업이다. 방사능 누출 위험이 뒤따르는 원전(핵분열 발전)을 대체할 수 있는 친환경 에너지이다. 현대중공업이 제작을 맡은 진공용기 본체 및 포트(연결장치)는 높이 11.3m, 지름 20m, 무게 5000t에 이르는 도넛 형태의 초대형 구조물(그림)이다. 현대중공업은 진공용기의 본체 9개 섹터 중 주요 2개 섹터와 53개 포트 중 35개를 맡았다. 김경운기자 kkwoon@seoul.co.kr

업계 용어로 하자면 이번에 전시된 작품들은 모두 ‘잔잔’하다. 덴마크 출신 작가 올라퍼 엘리아슨(45) 하면 대개 거대한 작품을 떠올린다. 영국에서는 인공태양 하나를 띄워 북구의 백야를 맛보게 해주더니, 미국에서는 거대한 인공폭포를 만들어냈고, 독일에선 미술관을 통째로 유리로 덮어버리기까지 했다. 그 초현실주의 같은 풍경에 이끌려 수백만명의 관람객이 몰려들었다. 그에 비하자면 5월 31일까지 서울 청담동 PKM트리니티 갤러리에서 열리는 개인전 ‘불명확한 그림자’(Your Uncertain Shadow)에 나온 엘리아슨의 작품들은 소품들처럼 느껴진다. 일단 그의 작품들은 일종의 퀴즈처럼 느껴진다. 당신이 본다고 하는데, 진짜 본다는 게 무슨 뜻인지 아느냐고 묻는 듯해서다. 보색관계의 잔상효과를 응용한 ‘애프터이미지 스타’(Afterimage Star), 노랑·파랑·오렌지색 유리판들을 각기 다른 방식으로 구멍을 뚫은 뒤 겹쳐 내놓은 여러 작품들이 그렇다. ‘용암 만화경’은 마치 영화 슈퍼맨에 나올 것만 같은 혹성 이미지도 만들어낸다. 아예 가시광선을 나노미터 단위로 쪼갠 원형 패널도 있다. 관객들의 그림자 놀이를 응용한 것도 있다. 갤러리 공간 한쪽 구석에 파란 전구 1개와 오렌지색 전구 4개가 나란히 놓여져 있는데, 이 빛을 받아 사람 그림자가 벽면에 어리도록 해놨다. 파란색, 오렌지색이라고 했지만 전구알을 직접 쳐다봐도 색을 느끼긴 어려울 정도다. 작가는 “파란 전구는 파랗다기보다 집 바깥에서 만날 수 있는 일광(Daylight) 정도이고, 오렌지색 전구도 오렌지빛이라기보다 흔히 집 내부(Domestic)에 쓰이는 불빛 정도”라고 설명했다. 모두 5개의 전구를 등지고 있으니 벽에 비치는 그림자도 5개인데, 이 5개의 그림자가 서로 간섭하면서 전혀 다른 색감들을 빚어낸다. 일상의 빛이 이처럼 다양한 색을 품고 있는지 알고 있느냐는 질문 같다. 작가는 빛에 집중하는 이유에 대해 “한시적이고 보이지 않는 존재임에도 다른 것들을 영원히 드러낸다는 점에서 흥미롭다.”고 설명했다. 이런 작업에서 보듯, 그의 작품들은 예술이라기보다 과학에 가까워 보인다. 실제 작가는 과학자들과 함께 협업하는 시스템을 1995년부터 도입했다. 그러다 보니 친숙하다기보다 약간 딱딱한 분위기다. 그래서일까. 환상적인 다면체 램프가 더 마음을 잡아끈다. 안에 전구는 하나인데 삼각형, 오각형의 스테인드 글라스로 구성된 다면체가 빛을 이리저리 반사시키고, 굴절시키면서 온갖 빛깔을 다 빚어낸다. 그 빛깔들은 은은하게 갤러리 공간을 온전히 다 채운다. (02)515-9496. 조태성기자 cho1904@seoul.co.kr

EBS 다큐프라임은 29~31일, 그리고 9월 5~6일 오후 9시 50분 ‘과학혁명의 이정표’ 5부작을 방영한다. 우주의 탄생에서부터 인류의 탄생, 그리고 오늘날의 진화에 이르기까지의 전과정과 이를 규명해 내기 위해 노력하는 과학자들의 탐구를 다룬다. 1부 ‘우주탄생의 비밀, 빅뱅’은 우주의 기원이 주제다. 시작도 끝도 없는 우주는 정적이고 영원하다는 프레드 호일의 정상우주론을 뒤집은 것이 최초의 한 지점에서 우주가 시작돼 끝없이 팽창하고 있다는 조지 가모프의 빅뱅우주론이다. 이는 1924년 에드윈 허블이 은하계의 적색편이를 발견해 내면서 지지를 받았다. 그래서 우주 나이를 측정하기 위해 쏘아올린 우주망원경 이름도 허블이다. 이 망원경은 130억년 전 우주의 모습을 포착해 냈다. 연구는 우주뿐 아니라 땅에서도 이뤄진다. 빅뱅을 재현하기 위해 15년간 10조원을 들인 스위스 유럽원자핵공동연구소의 강입자가속기(LHC)를 찾아갔다. 2부 ‘태양, 태양계의 원리를 찾아서’는 빅뱅 이후, 90억년 전에서부터 시작한다. 초신성 폭발 잔해가 모여 태양과 행성이 형성되는 시기여서다. 미국 나사에는 제트추진연구소가 있다. 행성탐사 중심 기지다. 35년 전 발사된 보이저 1호, 목성 궤도를 돌고 있는 갈릴레오 우주선, 토성 궤도를 돌고 있는 카시니호 등 행성의 비밀을 캐기 위해 쏘아올린 우주선들의 움직임을 지금도 확인하고 있다. 이들은 태양계에서 어떤 것들을 발견해 냈을까. 태양계를 직접 만들어 볼 수 있는 방법은 없을까. 인공태양을 연구하고 있는 한국국가핵융합연구소를 찾는다. 핵융합 반응으로 에너지를 발생시킬 수 있는 방법을 찾고 있는 이들이 현재 고민에 대해 말한다. 3부 ‘지구 45억 6000만년의 기록’은 태양계 내에서도 공기와 물을 갖춘 유일한 행성인 지구의 역사를 들춰본다. 특이한 점은 40억년 전, 그러니까 불덩어리처럼 뜨거웠던 지구에도 물이 존재했었다는 증거가 발견됐다. 물이 중요한 것은, 바로 이 물에서 생명들이 움트기 시작했기 때문이다. 생명들은 모두 원소로 구성됐다. 원소의 탄생에서부터 적응 과정까지 모두 그려낸다. 동시에 대륙의 이동도 알아본다. 지금이야 판구조론이니 뭐니 해서 상식으로 통하지만, 대륙이 움직인다는 주장을 입증하려다 알프레드 베게너가 북극에서 죽은 게 불과 100년 전이다. 베게너의 뒤를 이어 대륙이동성을 입증한 영국의 지질학자 프레더릭 바인을 만났다. 4부 ‘생명의 시작, 그리고 진화’는 다윈의 진화론, 5부 ‘생명의 사슬, 유전’은 멘델의 유전법칙에서 시작된 연구가 지금 어디까지 진전되고 있는지 중점적으로 소개한다. 조태성기자 cho1904@seoul.co.kr

여름 밤 쏟아지는 별을 관측하며 과학관 전시품과 함께 침낭 속에서 하룻밤을 보내는 건 어떨까? 세계적인 SF(공상과학) 전문가와 토론을 하며, 리어나도 디캐프리오 주연의 최신 영화를 감상하고, 국내 유명 과학자들과 함께 실험하며 어린이 박사가 돼보는 것은 또 어떨까? 여름방학을 맞은 초·중·고생들을 위해 다양한 과학 경험과 체험을 접할 수 있는 캠프와 프로그램들이 학생들을 기다리고 있다. 올해는 전시물을 감상하고 독후감을 적는 1차 체험을 벗어나 전문가들과 함께 직접 과학 실험을 하고, 풍부한 과학적 지식도 얻을 수 있는 직접 체험 행사들이 도시 근교에서 다양하게 벌어진다. ●실험과 체험을 동시에 일석이조 국립과천과학관은 여름방학을 맞아 청소년을 대상으로 직접 과학 실험 활동에 참가하면서 눈과 손, 발로 직접 느낄 수 있는 과학 캠프를 다음달 21일까지 연다. 특히 전시관 안에서 1박2일 캠프를 즐기며 망원경으로 여름 밤 하늘의 천체를 관측하고, 전시관 옆 침낭 속에서 하룻밤을 보낼 수 있는 이색 체험이 준비돼 있다. 설치미술과 과학의 원리를 결합한 ‘키네틱아트’로 세계적 명성을 얻은 테오 얀센의 특별 전시회를 통해 눈앞에서 걸어다니는 조각들의 신비함도 체험할 수 있다. 테오 얀센은 ‘21세기 살아 있는 레오나르도 다 빈치’로 불리는 네덜란드 출신의 예술가로, ‘예술과 공학 사이에 있는 장벽은 우리 마음에서만 존재한다.’는 작가의 신념을 고스란히 작품에 녹여냈다. 심폐소생술 학습 프로그램인 ‘CPR 클래스’에 참가해 직접 인공호흡을 배우고 실기시험에 도전해볼 수 있는 기회도 마련됐다. CPR 합격증을 받으면 캠프에 참가한 다른 아이들에게 직접 심폐소생술을 가르치면서 봉사활동도 할 수 있다. 과학교육 뮤지컬인 ‘아인슈타인 W.H.Y’를 보면 특수 상대성 이론의 등장 배경과 아인슈타인 박사와 관련된 모든 이야기를 무대 속 캐릭터들을 통해 재미있게 만나 볼 수 있다. ●SF영화 보고 스토리텔링 체험하고 과학기술과 인문사회·문화예술의 만남을 설명하는 융합카페를 매월 개최하고 있는 한국과학창의재단은 오는 22일 서울 강변 CGV에서 SF 전문가들과 함께 리어나도 디캐프리오 주연의 최신 개봉 SF 영화 ‘인셉션’을 관람하는 행사를 개최한다. 여름방학을 맞아 청소년들이 친근한 영화를 통해 과학적 상상력을 체험하고 과학 스토리텔링에 대한 설명을 들을 수 있어 재미와 학습 두 가지를 동시에 얻을 수 있다. SF 문학계 최고 권위상인 존 캠벨상 지명자이자 SF소설 작가인 가톨릭대 고든 셀라 교수와 연세대 이종필 연구원, SF평론가 고장원씨가 발제를 맡아 ‘과학과 SF의 의사소통’ ‘한국 과학소설의 미래와 고민’ 등에 대한 토론을 진행하며, 과학적 창의력과 상상력에 관심 있는 12세 이상 신청자는 누구나 무료로 참석할 수 있다. ●과학박사와 실험하며 ‘주니어 닥터’되기 KAIST와 한국천문연구원 등 현장에서 실제 연구에 종사하는 박사급 연구원들을 직접 만나 과학 실험을 하고 어린이 과학 박사 인증서인 ‘주니어 닥터’ 자격증을 딸 기회가 마련됐다. 한국기초과학지원연구원은 다음달 2일부터 대전 대덕연구단지에서 전국의 초등학생과 중학생을 상대로 첨단 연구 인프라 체험과 동시에 과학 연구원들을 만날 수 있는 ‘2010 주니어닥터’를 개최한다. 올해로 3회째인 이 행사는 접수 시작 후 조기마감되는 경우가 많아 신청을 서둘러야 한다. 대덕연구단지 내 출연연구기관들의 박사급 연구원들이 직접 참여해 초·중등 학생들과 인공태양 만들기, 자연 속 방사능 체험, 명화 속 수학이야기 등 주제별로 실험·탐방·강연 등 다채로운 프로그램을 진행한다. 계룡산자연박물관의 ‘알록달록 지구케이크’ 프로그램은 학생 20명으로 자연과학발굴탐험대를 조직해 실제 우리 생활 환경 주변을 돌아다니면서 암석과 보석을 발견하고 연구한 뒤, 고고학을 통해 암석의 형성과정을 들어보고 개인별 지질단면도판을 만들어 볼 수 있는 시간을 준비했다. 한국생명공학연구원은 ‘미생물 관찰’ 체험을 통해 머리카락·손·발 등 우리 몸에 사는 미생물을 살펴보고, 토양 속의 미생물을 직접 키워보고 관찰하는 기회를 제공한다. 너무 작아 평소에 눈으로 관찰할 수 없었던 생명체에 대한 기본 지식을 배우고, 연구실 안에 실험동물들을 직접 보며 생명공학 대한 강연도 들을 수 있다. 최재헌기자 goseoul@seoul.co.kr

새만금 방조제가 시작되는 전북 군산 새만금산업지구 1-1공구. 거센 바닷바람과 끊임없이 밀려오는 연무 속에 지축을 흔드는 중장비들의 굉음이 요란하다. 50여대의 덤프트럭이 꼬리를 물고 군산항 준설토를 퍼나르면, 불도저들은 부지런히 바다를 메운다. 이곳이 새만금 내부 개발의 신호탄인 새만금·군산경제자유구역 조성 현장이다. 남쪽으로 30여㎞ 떨어진 부안 변산면 대항리 새만금 1호 방조제 부근에서는 관광단지 조성사업이 시작됐다. 새만금 내부개발 첫 사업인 새만금 산업단지는 전체 부지(4만 100㏊)의 4.6%인 1870㏊. 여의도 면적(850㏊)의 두 배를 조금 넘는 규모다. 1조 9000억원을 투자해 절반 가까운 797㏊는 공장 부지로 분양하고 나머지는 생산지원지구·상업지구·공공시설·공원녹지로 조성된다. 산단은 올해 상반기까지 1-1공구(211㏊)를 메운 뒤 우선 분양할 계획이다. 현재 89%의 공정률을 보이고 있다. 2012년부터 기업이 본격 입주하며 나머지 부지는 2018년까지 단계적으로 매립된다. 이곳에는 첨단부품소재와 신재생에너지 등 전략산업을 유치해 미래 산업단지로 육성한다. 70㎞에 이르는 생활레저형 자전거도로와 길이 12㎞, 최대 폭 100m의 물길이 산단 한복판을 가로지른다. 이와 맞닿은 과학연구단지는 연구개발(R&D)단지로 특화된다. 신재생에너지와 항공우주 등 각종 미래 첨단산업을 유치할 계획이다. 한국형 인공태양(KSTAR)과 제4세대 원자력, 차세대 방사광 가속 실증단지, 자기부상열차와 그린카 실증단지, 가스하이드레이트 실증화 센터와 항공우주 시험연구소 설립 등이 검토되고 있다. 3만명이 사는 대규모 주택단지도 들어선다. 새만금경자청은 주택단지 조성 이후 종합대학과 종합의료시설 등도 유치해 자족형 도시로 키울 방침이다. 지난해 착공한 새만금 관광단지는 1조 700억원이 투입돼 가족 단위 관광객이 즐길 수 있는 테마 중심의 체험·체류형으로 조성된다. 1호 방조제와 맞닿은 곳에는 관광객 맞이에 대비한 게이트웨이(Gate Way) 조성사업이 진행되고 있다. 바닷물을 빼낸 1㎢의 부지에 흙을 쌓는 매립공사가 한창이다. 수변공간을 최대한 활용하는 관광단지는 서울 여의도 8배 넓이다. 2013년까지 웰컴 센터, 기업연수시설, 상업·숙박시설 등이 갖춰진다. 제2단계는 정부의 새만금 종합실천계획의 확정에 따라 추진된다. 90홀 규모의 골프단지, 호수공원, 상업·숙박시설, 공연문화시설, 컨벤션센터 등이 들어설 예정이다. 군산 임송학기자 shlim@seoul.co.kr

현대중공업이 ‘국제핵융합실험로(ITER)’의 핵심 장치인 진공용기 본체·포트(조감도)를 만든다. 현대중공업은 15일 대전 대덕연구단지에 위치한 국가핵융합연구소(NFRI)에서 ITER 진공용기 본체와 포트 제작에 관한 계약식을 체결했다고 밝혔다. 수주 금액은 1500억원이다. 2016년까지 7년 동안 ITER 진공용기 본체의 9개 섹터 중 2개 섹터와 전체 53개 세트의 포트 중에서 35개 세트를 제작해 납품한다. ITER는 한국과 미국, 유럽연합(EU), 일본, 중국, 러시아, 인도 등 7개국이 핵융합에너지 개발과 실용화를 위해 공동으로 프랑스 남부 카다라쉬에 초대형 핵융합실험로를 건설해 연구하는 사업이다. 2040년까지 모두 112억유로(14조원)가 투입된다. 결과에 따라 ‘인공 태양’으로 불리는 핵융합 장치를 이용한 전기 생산이 가능해진다. 진공용기는 86개의 ITER 조달 품목 중에서 가장 우선적으로 납품해야 하는 핵심부품이다. 적기에 조달해야만 사업기간 내 성공적인 ITER 건설이 가능하다. 진공용기의 각 섹터는 높이 12ｍ, 무게 400t에 이른다. 초저온과 초고온, 진공압력 등을 견뎌내야 하기 때문에 초정밀 용접 기술이 필요하다. 현대중공업은 2007년 인공 태양의 상용화를 목표로 한 한국형 핵융합연구장치(KSTAR) 개발에서 주장치의 구조 설계와 섭씨 1억도를 견디는 대형 초고진공용기, 극저온용기를 제작했다. 김경두기자 golders@seoul.co.kr

‘한국의 태양’으로 불리는 초전도핵융합연구장치(KSTAR)가 본격 가동됐다. 이로써 한국은 핵융합장치 제작에 나선 지 14년 만에 핵융합 녹색에너지 시대의 첫발을 내딛게 됐다. 교육과학기술부는 9일 KSTAR의 본격가동 기념식을 대전 대덕특구 내 국가핵융합연구소에서 개최했다고 밝혔다. KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)는 국제핵융합실험로인 ITER와 동일한 초전도 재료로 제작된 한국의 핵융합연구장치다. KSTAR는 1995년부터 2007년까지 약 12년간 주장치 건설, 2008년 최초 플라스마 발생에 성공해 장치의 성능을 입증했다. 핵융합 장치의 원리는 태양에너지를 생각하면 쉽게 이해할 수 있다. 섭씨 1억도 이상의 초고온 플라스마 상태인 태양과 같이 스스로 빛을 내는 항성들은 수소와 같은 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합 반응을 일으킨다. 이 융합 과정에서 나타나는 질량 감소가 엄청난 양의 에너지로 방출되는데 이를 ‘핵융합에너지’라고 한다. KSTAR도 태양처럼 초고온 플라스마를 진공용기 속에 넣고 자기장을 이용해 핵융합 반응을 일으킨다. KSTAR가 ‘인공태양’으로 불리는 이유도 여기에 있다. 이런 원리와 반대되는 것이 아인슈타인의 특수상대성 이론인 ‘E=mc²’를 바탕으로 한 핵분열 반응을 이용한 원자력 발전이다. 이번에 KSTAR가 ‘본격가동’에 돌입했다는 것은 건설된 핵융합장치가 성능검증을 종합적으로 마치고 2025년까지 플라스마 운영을 통한 핵융합에너지 연구를 시작한다는 의미이다. 이제 초고온 플라스마 유지시간을 늘리는 것이 관건이다. 현재 KSTAR 유지시간은 2초에 불과하다. 교과부는 2025년까지 플라스마 유지시간을 300초까지 늘리고, 2036년 6월까지 상용화할 계획이라고 밝혔다. 이날 기념식에는 안병만 교과부 장관을 비롯해 박영아·김춘진 의원, 민동필 기초기술연구회 이사장, 서남표 카이스트 총장 등 150여명의 과학기술계 인사들이 참석했다. 이영준기자 apple@seoul.co.kr

인간을 동물과 구별짓는 방법으로 여러 가지가 거론됐다. 직립보행한다, 말을 한다, 도구를 사용한다, 농사를 짓는다, 사회를 구성한다 등등. 그러나 20세기 이후 사회생물학이 발전하면서 그런 것들이 더 이상 인간과 동물을 갈라놓는 잣대로 사용되기에는 뭔가 부족하다는 지적이 있다. 그럼 뭐냐? ‘태양의 아이들’(이창희 옮김, 세종서적 펴냄)의 저자인 앨프리드 W 크로스비 텍사스 대학의 역사·지리·미국학 교수는 ‘불을 소유한 것’이라고 주장한다. 벼락이 떨어진 나무에 붙은 불을 보고 인류나 동물 모두 두려워했지만 인류는 동물과 달리 불을 이용해 요리를 해서 고기 등 단백질을 안전하게 먹을 수 있게 됐다는 것이다. 그 결과 인간은 단백질 섭취를 위해 수십만 년 동안 먹어야 했던 ‘샐러드’에서 해방됐고 날것을 소화하기 위해 강화돼야 할 이빨과 소화기관은 작아졌다. 또 쉽게 에너지와 단백질을 공급하게 되면서 뇌가 커지고, 뇌가 커지니 생각도 많아졌다. 또한 원시 인류들은 불 덕분에 화살촉을 만들어 사냥을 하고, 숲을 태워 동물들을 불러모으고, 화전을 일구고, 모닥불가에 모여 앉아 교류하고 대화하면서 정교한 사회, 국가까지 만들어나갔다. 따뜻한 아프리카를 벗어나 인류가 극한의 툰드라 지역까지 거주지역을 확장시킨 것도 불 덕분이다. 크로스비 교수는 21세기를 살고 있는 인도양 안다만 군의 부족 사람들이 여전히 중기 구석기 시대를 벗어나지 못한 이유는 독자적으로 불을 일으킬 능력을 확보하지 못한 탓이라고 ‘증거’도 내보인다. 불을 소유하는 능력이야말로 인간과 동물을 갈라놓는 위대한 능력이라는 것이다. ●불의 사용으로 시작된 인류의 문명사 크로스비 교수는 ‘태양의 아이들’ 초반부에 ‘불의 소유와 활용’을 상당히 강조하는데 이는 불의 사용으로 시작된 인간의 역사가 ‘에너지를 향한 끝없는 욕망의 역사’이자 ‘문명사’로 직결되기 때문이다. 동물과 달라진 인류는 말이나 소의 힘을 빌리기도 하고, 물의 낙차를 이용해 풍차를 만들거나, 풍력을 이용해 배를 움직이기도 했다. 질적 변화가 일어난 것은 태양의 선물인 석탄을 이용한 증기기관을 발명한 것이다. 인류는 전기와 원자력, 더 나아가 이제 태양 에너지와 흡사한 에너지인 수소핵융합을 통해 ‘인공 태양’을 건설하려는 수준까지 올라왔다. 이같은 에너지의 확보와 이용은 권력이었다. 인류의 경제적 발전과 인류 대이동을 이끌기도 했다. 1830년부터 1914년까지 고향을 떠나 이민한 사람들의 수가 1억명에 달한다. 불을 소유한 뒤 인간이 동물과 달라졌듯이 화석원료(석탄)를 에너지화하는 방법을 알아낸 민족들은 그렇지 못한 민족과 다른 길을 걸었다. 대표적인 것이 17세기 말 시작된 산업혁명이다. 크로스비 교수는 유럽에서 산업혁명이 일어나기 전인 700~800년 전 송나라 때(1078년)에 숯을 이용해 12만 5000t의 철광석을 처리하는 등 이른바 산업혁명이 있었다고 말한다. 그 후 400년 뒤 유럽이 이룩한 철 생산량의 두배다. 그러나 송나라의 산업혁명은 숯의 원료인 나무가 부족해지면서 좌초했다. 이 산업혁명을 완성한 것은 석탄이 그 나라 땅에 지천으로 깔려 있던 영국이었다. 산업혁명이 유럽에서 정착하자 세계 경제는 근본적으로 흔들렸다. 18세기 인도, 중국, 유럽은 전세계 총생산의 70% 정도를 차지했고 이 70%를 세 나라가 각각 3분의1씩 나눠 갖고 있었다. 그러나 1900년이 되자 세계 제조업에서 중국의 비중은 7%, 인도는 2%로 추락했고 유럽은 60%, 미국은 20%까지 치솟았다. 영국의 방적공장에서 나오는 싼 면직물이 인도의 전통 섬유산업을 초토화했고 미국에는 대단위 목화농장이 형성됐기 때문이다. ●인류의 지속가능한 에너지 확보는 불가능? 이같은 세계사적인 변화는 현재 전 세계 각 나라가 신생 에너지 개발 전쟁에 돌입한 이유를 잘 설명해 주고 있다. 에너지를 둘러싸고 일어난 전쟁은 1992년 걸프전이나 2000년대의 이라크 전쟁뿐이 아니다. 저자는 2차 세계대전 역시 에너지를 얻기 위한 제국주의적 경쟁 때문이라고 말한다. 문제는 현재와 같이 에너지를 낭비하는 상황에서는 전 세계가 지탱해 나갈 수 없다는 것이다. 지금까지 물 쓰듯 했던 석유는 가격이 너무 비싸지고 있다. 인류가 화석원료인 석탄을 이용해 증기기관을 만들어 새로운 에너지로 갈아탔듯이 신생 에너지, 재생에너지들이 필요한 것이다. 그러나 저자는 인류가 지속가능한 에너지를 확보하기 위해 애를 쓰고 있지만 전 세계 옥수수로 바이오연료를 만들거나, 전 국토를 태양전지판으로 덮지 않는 한 비현실적이라고 지적한다. 방법은 하나다. 우선 선진국 사람들이 에너지를 물 쓰듯 하는 현재의 생활방식을 버려야 한다. 무절제한 화석원료의 소비야말로 암페타민(마약) 중독과 무엇이 다르냐고 묻고 있다. 지금까지 인류가 사용하는 에너지는 무한정 늘어나기만 했지만 앞으로 에너지에 대한 욕망을 통제하지 못한다면 인류 전체의 몰락이 초래될 수 있다는 경고를 크로스비 교수는 남기고 있다. 가상도시를 유지하기 위해 인간들이 거대한 통 안에서 태어나고 죽을 때까지 에너지를 공급하는 객체로 존재하는 영화 ‘매트릭스’와 같은 암울한 미래를 맞고 싶지 않다면 말이다. 1만 4000원. 문소영기자 symun@seoul.co.kr

2050년 상용화를 예정으로 전 세계에서 연구가 진행되고 있는 핵융합발전은 ‘인공태양’으로 불린다. 핵융합로를 인류의 가장 큰 에너지원이자 절대적인 존재인 태양으로 부르는 것은 그 원리 자체가 태양이 빛을 내는 방식과 비슷하기 때문이다. 또 성공에 대한 희망의 표시이기도 하다. 핵융합로는 수소 원자핵끼리 합쳐지면서 발생하는 막대한 에너지를 발전에 이용하는 방식으로 우라늄 또는 플루토늄 핵이 쪼개지면서 내는 에너지를 이용하는 원자력 발전과는 정반대 원리다. 핵융합 발전은 친환경적이며, 무한에 가까운 원료를 갖고 있다. 원자력 발전에 비해 안전한 저준위 방사성 폐기물만을 남길뿐더러 지구 온난화의 주범으로 지목되는 이산화탄소가 배출되지 않는다. 앞으로도 40년 이상의 시간이 필요할 만큼 핵융합로는 초기 단계다. 그러나 성공한다면 인류는 영원한 에너지의 꿈을 이루게 된다. ■ 한국의 희망 KSTAR 지난 2월17일 영국의 대표적 공영방송인 BBC는 ‘지구에서 태양을 만들 수 있을까?’라는 주제의 프로그램을 상영했다. 전 세계적으로 진행되고 있는 핵융합연구의 현황을 소개한 이 프로그램은 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)에 주목했다. 이어 20일에는 세계 최고의 과학저널 ‘사이언스(Science)’가 ‘KSTAR가 한국을 핵융합 선도국으로 끌어올렸다’는 제목으로 한국 핵융합 연구의 눈부신 발전상을 2페이지에 걸쳐 소개했다. 사이언스의 데니스 노마일 아시아 지국장은 기사에서 “혁신적인 초전도 자석을 활용한 KSTAR가 핵융합 연구에 있어 선도적인 연구장치로 자리매김할 것”이라고 말했다. 핵융합연구에 있어 한국은 이제 세계를 주도하는 선진국으로 평가되고 있다. 녹색에너지의 궁극적인 비전이라 할 수 있는 핵융합에너지의 개발, 아직 상용화 단계까진 수십 년이 남았지만 이미 선진국들은 핵융합 상용화 실현을 위한 향후 수십 년의 개발 계획을 마련하고 기술에너지 시대의 주도국이 되고자 보이지 않는 경쟁을 하고 있다. 우리나라 역시 그 경쟁선상에서 선도국으로 나아가기 위한 노력으로 KSTAR 운영사업을 진행하고 있다. 2008년 대전 핵융합연구소에 내에 완공된 KSTAR는 총 3090억원이 투자된 한국형 거대과학의 진수다. 단군 이래 최대 사업이라는 말이 과하지 않다. 세계 최초로 Nb3Sn 초전도 선재를 이용한 초전도 토카막 건설이라는 기술적 도전이라는 측면에서도 KSTAR 프로젝트는 국내외의 우려와 기대를 한몸에 받아왔다. 특히 지난해 7월 KSTAR는 장치의 종합시운전과 장치성능 검증의 1차 잣대라고 할 수 있는 최초 플라스마를 단 한 번의 시도로 성공함으로써 국내 연구진 및 산업체의 기술 수준을 전 세계에 알리는 쾌거를 이루기도 했다. KSTAR 장치는 현재 최초 플라스마 발생 성공 이후 본격적인 장치 운영과 성능 향상, 그리고 이를 통한 핵융합 연구분야의 국제적 경쟁력 제고를 위해 그 준비가 한창이다. 우선 최초 플라스마 발생 실험 시에 미흡한 것으로 평가됐던 초전도자석 전원의 용량을 대폭 확충했다. 2009년 운전 시에는 장치의 정격사양인 토로이달 자기장(Toroidal Field) 세기를 3.5테슬라(자속밀도의 단위) 급으로 대폭 향상시킬 계획이다. 이에 따라 2009년 운전은 플라스마 발생 메커니즘, 플라스마 전류 및 온도, 유지시간 등에서 큰 진전을 이루게 될 것이다. 또 플라스마의 밀도, 전류, 온도 등의 각종 변수가 크게 향상됨에 따라 진공용기 내부를 보호하는 플라스마 대면장치(Plasma Facing Com ponent)의 제작과 설치도 KSTAR 장치의 성능 향상 계획에 따라 본격적으로 진행되고 있다. 2010년 10월에는 ‘국제핵융합 올림픽’으로 불리는 23회 국제원자력기구(IAEA) 핵융합에너지콘퍼런스가 대전에서 열린다. 이에 따라 개최국의 역량과 자긍심을 보여줄 수 있는 특별한 프로그램을 위해 KS TAR 2010년 운전 시에는 D형 플라스마 형상화 구현과, 디버터(Divertor, 플라스마 내의 불순물 제거와 입자 제어를 위해 매우 중요한 시스템) 플라스마를 실현하는 것을 목표로 하고 있다. 그러나 KSTAR 장치가 초전도자석으로 건설된 가장 큰 목표인 장시간 운전과 정상운전(steady state operation)을 위해 앞으로 풀어야 할 숙제는 적지 않다. 특히 가열장치와 플라스마 대면장치는 정상운전을 위해 앞으로도 지속적인 성능개선과 연구가 필요한 분야다. KSTAR 장치의 운영과 이를 위한 각 분야의 연구들은 우리나라의 핵융합 연구 수준을 격상시킬 수 있는 중요한 기회가 될 뿐만 아니라 장차 ITER, 나아가서 핵융합발전로 건설을 위해 반드시 획득해야 할 기술요소 확보를 위한 시험장이 될 것으로 기대되고 있다. 따라서 KSTAR 장치는 단순한 국가핵융합연구소 소유의 거대연구장치가 아니라 국내외 관련 연구진이 공유할 수 있는 공동연구시설로 자리매김할 수 있는 전략수립이 절실하다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr ■ 도움말 KSTAR 운영사업단 장치기술개발부 양형렬 박사 ■ 세계의 희망 佛 ITER 인류의 문명은 에너지의 활용 방법과 정도에 따라 진보해 왔다 해도 과언이 아니다. 100만년 이상 진행된 ‘불 시대’에서 시작해 나무, 석유, 천연가스, 핵분열에너지까지 인류는 새로운 에너지원을 개발함으로써 시대의 변천을 주도했다. 특히 20세기 이후 등장한 다양한 에너지원은 폭발적인 문명의 발전을 이끌어냈다. 그러나 석유의 전성기는 지구온난화와 기후변화 등으로 부메랑이 돼 인류의 삶을 위협하고 있다. 이를 해결하기 위한 녹색에너지원이 절실한 이유다. 프랑스 남부의 조용한 시골마을 카다라시. 이곳에 지금 그 시대적 요구조건을 충족할 수 있는 방법을 찾기 위해 우리나라를 포함한 세계의 과학 선진 7개국의 과학자와 기술자 300여명이 모여 있다. 이들에게 카다라시는 더 이상 평범한 시골마을이 아닌 ‘인류의 마지막 불’이라 불리는 핵융합에너지가 성공할 수 있는지를 검증하는 희망의 땅이다. 국제핵융합실험로(ITER,International Thermo nuclear Experimental Reactor) 건설은 지금 이 시간에도 계속되고 있다. 라틴어로 ‘길’을 뜻하는 ITER(Interna tional Thermonuclear Experimental Reactor)는 인류가 꿈꾸는 녹색에너지의 조건을 두루 갖춘 핵융합에너지의 실현 가능성을 최종 증명할 핵융합발전 실험로다. 어느 한 나라가 감당하기에는 너무나 큰 사업인 만큼 유럽연합(EU), 일본, 러시아, 미국, 중국, 인도 등 6개국과 우리나라가 참여하고 있다. ITER 프로젝트는 구소련의 서기장이었던 미하일 고르바초프가 1985년 미국의 로널드 레이건 대통령에게 핵융합에너지 개발을 위한 장치 건설을 제안하면서 시작됐다. ITER 프로젝트는 7개국 중 ITER가 건설되는 프랑스가 속한 EU가 ITER 건설비의 약 45%를 분담하고, 우리나라를 비롯한 6개국이 각 9.09%씩을 분담한다. 참여국들은 건설비를 대부분 현물로 조달한다. 우리나라는 ITER 가입 당시 진행되고 있던 KSTAR 건설 사업을 통해 얻은 핵융합 연구 역량을 인정받아 당당히 ITER 참여국이 될 수 있었다. 우리나라의 분담률 중 현물조달분은 78%로 ITER 건설을 위해 진공용기, 초전도자석, 삼중수소 운송·저장, 전력공급계통, 블랭킷 등 총 10개의 핵심 품목을 국내기술로 제작, 공급할 예정이다. 이는 우리나라가 KSTAR 건설을 통해 얻은 핵융합 기술과 뛰어난 중공업 기술 등이 바탕이 되었기 때문에 가능한 것으로, 이는 국내 관련 사업의 활성화에도 기여할 수 있을 것으로 본다. 현재 카다라시는 ITER장치 건설을 시작하기 위한 부지조성 작업이 마무리 단계에 이르렀다. 고즈넉한 프랑스 남부의 시골 풍경 대신 드넓은 건설부지로 변모한 이곳은 10년 후 인류의 새로운 에너지 혁명을 주도할 거대한 장치가 자리하게 될 것이다. ■ 도움말 카다라시(프랑스) ITER 건설단 최창호 박사 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

대구시는 지구온난화 방지를 위해 2014년까지 2조 7361억원을 들여 5개 분야 37개 과제를 추진하는 내용의 기후변화대책을 18일 발표했다. 시는 우선 아파트 단지 등을 대상으로 온실 가스배출 저감시 인센티브 포인트를 주는 탄소 마일리지제를 도입하고,시 산하 공공기관 탄소배출권 거래제를 시범 실시할 방침이다.또 신·재생 에너지 개발과 이용 시범단지를 조성하고 에너지 고효율시스템을 구축해나가기로 했다. 이와 함께 ▲지역 에너지센터 건립 ▲에너지 비즈니스공원 조성 ▲수소스테이션 설치 ▲그린컨벤션센터 조성 ▲솔라타워 건립 ▲태양광 활용 2011세계육상선수권대회 선수촌 조성 등을 추진할 계획이다.여기에다 승용차 요일제 활성화,교통량 감축제도 운영 강화,도심지역 주차 수요관리 강화,대중교통이용 활성화,친환경자동차 보급,자전거이용 활성화 등 비산업 분야에 대한 온실가스 감축 방안도 마련했다. 시는 또 저탄소 녹색성장 선도도시의 이미지 선점을 위해 대구스타디움 인근에 서울 여의도 63빌딩 2배 높이의 솔라타워를 건립하기로 했다.총 사업비 600억원 규모로 민자유치 방식으로 추진되며,세계육상선수권대회가 개최되는 2011년 8월 이전에 완료될 예정이다.이 곳에는 대회용 성화대와 인공태양 상징물 등을 설치하고 일반시민 등을 위한 전망 엘리베이터와 고공체험장,하늘정원 등을 조성할 예정이다. 대구 한찬규기자 cghan@seoul.co.kr

고유가로 촉발된 에너지·자원 위기 극복을 위해 우리는 어떤 노력을 기울여야 할까. 이 분야의 세계적 석학인 리처드 하인버그(포스트카본연구소 수석연구원) 미국 캘리포니아 뉴칼리지 교수와 이메일 인터뷰를, 서남표 KAIST 총장과 대면 인터뷰를 갖고 대담 형식으로 재구성해 위기 극복의 해법을 찾아보았다. 두 사람은 저유가 시대의 종말이라는 시대상황에 인식을 같이하며, 각각 친환경자동차 기술개발과 물류·식량체계의 혁신을 주문했다. ▶유가가 배럴당 140달러를 오르내리면서 ‘석유시대 종말’에 대한 우려의 목소리가 높습니다. 두 분께서는 이 같은 상황을 어떻게 보고 계시는지요. 일부에서 말하듯 석유가 조만간 바닥을 드러낼까요. ●서남표 총장 에너지 문제는 인류가 다같이 고민해야 할 심각한 사안이죠. 지금의 고유가 상황은 한국뿐 아니라 전세계가 함께 걱정해야 할 사태라고 봅니다. 고유가가 단순히 ‘투기’ 문제로만 보기에 납득하기 어려운 측면이 많거든요. 얼마 전 브라질에서 거대 매장량의 해저 유전이 발견되기는 했지만 새로 발견되는 유전들은 점차 채굴하기 어려운 곳에서 찾아지는 경우가 많아요. 그만큼 생산비용은 크게 오를 수밖에 없다는 뜻이죠.‘조만간 배럴당 200달러까지 올라갈 것’으로 내다보는 이들의 생각에 일리가 있습니다. 저 역시 저유가 시대는 끝난 게 아닌가 생각하고 있고요. ●하인버그 교수 저도 서 총장님과 같은 생각입니다. 한국은 앞으로 배럴당 150∼250달러 시대를 대비해야 합니다. 장기적으로 유가는 훨씬 더 높게 치솟을 것입니다. 석유의 고갈 자체보다 생산원가가 낮은 원유를 더 이상 찾기 어렵다는 게 문제죠. 전세계 주요 거대유전은 이미 수십년 전에 발견된 것들이며, 이들의 평균 생산량은 연간 5% 정도씩 떨어지고 있습니다. 전세계 저가 원유는 이제 거의 다 소진했다고 볼 수 있습니다. ▶현재 석유의 고갈 우려에 대비해 세계적으로 태양광, 조력, 풍력, 지열 등 다양한 대체에너지 연구가 진행 중인데요. 두 분은 이러한 대체에너지원들이 성공할 수 있다고 보시는지요. 또 한국에는 어떤 에너지가 적합할까요. ●하인버그 신재생에너지는 자연에 의존하는 측면이 강하므로 나라별로 적합한 대체에너지원이 다르다고 할 수 있습니다. 어떤 나라는 바람이 세고, 어떤 나라는 일조량이 좋으며, 또 다른 나라는 지열이나 조력을 활용하기에 유리합니다. 한국은 해안선이 길고 조석 간만의 차가 큰 만큼 조력이나 파력(波力·파도의 힘)에너지 개발 가능성이 가장 크지 않을까 생각합니다. ●서 총장 하인버그 교수님께서는 대체에너지의 성공 가능성을 염두해두고 그런 말씀을 하시는 것 같은데요. 제 생각은 좀 다릅니다. 우울한 전망이기는 하지만 한국에서 석유를 대체할 만한 에너지원을 찾기란 어렵지 않을까 생각합니다. 태양광·태양열의 경우 발전 밀도가 낮다보니 넓은 면적의 집광판(혹은 집열판)을 필요로 합니다. 국토가 좁고 땅값이 비싼 한국에서는 쉽지 않은 선택이죠. 풍력 에너지도 제주와 일부 산간 지역을 제외하면 대부분 지역에서 경제성이 떨어집니다. 바이오연료의 경우 ‘열대 지역에서 생산된 사탕수수 등 작물을 수입해 국내에서 연료를 생산하자.’는 아이디어들이 나오고 있는 상황입니다. 국내 재배 환경이 좋다고 말하기는 어렵다는 뜻이죠. ▶대체에너지를 본격적으로 사용하기 위해서는 현재 화석에너지 중심으로 구축된 각종 사회적 인프라(자동차 중심 운송체계 등)를 바꿔야 한다는 지적이 많습니다. 한국 사회에서는 특히 어떤 점을 염두해 두어야 할까요. ●서 총장 석유가 나지 않은 한국에서 에너지 다소비형 사회 구조를 개선하는 일은 반드시 필요한 국가적 과제입니다. 요즘 유럽에서 각광받는 ‘패시브 하우스’(passive house)처럼 난방효율을 극대화해 에너지 소비를 최소화한 주택을 보급하는 일도 좋은 방법 중 하나죠. 그러나 뭐든 변화를 위해선 그에 상응하는 돈이 들어간다는 사실도 잊어서는 안 됩니다. 제 생각에 한국의 최우선 과제는 하루라도 빨리 화석연료를 하나도 쓰지 않는 ‘그린카(Green car)’를 양산해 보급하는 것이 아닐까 합니다. 세계 원유 소비의 절반 가량을 차지하는 차량용 연료 소비를 줄일 수만 있다면 에너지 위기는 자연스럽게 해결될 것입니다. 또 신성장동력으로 한국의 수출에 크게 기여할 수 있을 것입니다. ●하인버그 서 총장님께서 구조 변화를 위한 기술개발을 강조하셨다면 저는 반대로 정책 전환을 주문하고 싶습니다. 첫째는 운송 및 물류 혁신입니다. 한국은 앞으로 고속도로 건설을 중단하고 대중교통수단을 확충하는 데 힘써야 합니다. 태양광·풍력 발전으로 생산된 전기 만으로 움직이는 기차를 도입하고, 트럭보다는 철도·선박 등이 활성화될 수 있도록 물류기반을 개편해야 합니다. 둘째는 식량입니다. 세계화된 농업구조에서 식량은 농장에서부터 수천, 수만㎞에 달하는 장거리 수송을 거쳐 식탁에 올라옵니다. 농장에서 소비자까지 운송거리를 최소화하는 공급체계를 마련해야 지금의 에너지 위기를 극복할 수 있습니다. ▶최근 석유위기의 대안으로 원자력 활용에 대한 찬반논란이 뜨겁습니다. 특히 기후변화와 관련해 일부 국가에서 청정개발체제에 포함시켜달라고 주장하고 있기도 합니다. 이에 대한 두 분의 견해는 어떠신지요. ●하인버그 핵발전소는 비용이 많이 들 뿐 아니라 우라늄 공급량도 금세기 중반부터는 점차 한계에 부닥칠 것입니다. 장기적인 에너지 위기 해결책이 될 수 없다는 게 제 생각입니다. ●서 총장 현실적으로 당장 원자력 말고는 해결책이 없다는 것이 제 생각입니다. 폐기물 처리와 관련된 문제가 끊임없이 제기되고 있지만 1986년 체르노빌 사건을 제외하면 상당히 안전하게 관리되고 있습니다. 하지만 지구온난화를 막기 위해선 2050년까지 원자력발전소를 1700여개나 지어야 한다고 합니다. 원자력을 통한 해결 또한 요원한 문제인 것만은 확실합니다. ▶끝으로 에너지 문제와 관련해 한국 정부나 지자체에 조언해 주실 부분이 있으신지요. ●서 총장 한국의 에너지 관련 투자 예산은 상당히 부족한 것이 사실입니다. 이럴 때일수록 상용화가 가능한 몇몇 분야를 특화해 집중 투자해야 한다고 봅니다. 저는 한국 정부가 매년 거액을 투자하고 있는 인공태양 프로젝트에 대해서 대단히 회의적인 사람입니다. 차라리 그 돈을 ‘EEWS(에너지·환경·물·지속가능성)’분야에 투자하면 어떨까 생각합니다. ●하인버그 한국민들에게 말하고 싶습니다. 결코 미국의 에너지 정책을 베끼려 하지 마십시오. 석유 사용을 부추기는 미국의 정책은 미국과 세계에 큰 재앙입니다. 미국은 화석 연료에 그토록 고집한 방식 때문에 큰 대가를 치르게 될 것입니다. 저는 유가 상승이 미국의 사고방식과 정책을 바꿀 수 있으리라 기대하고 있습니다. 그러나 정치인들이 잘못된 정책을 만들어내고 언론에서 정확한 정보를 제공하지 않기 때문에 이러한 과정은 느리게 진행될 것입니다. 정리 류지영·박건형기자 superryu@seoul.co.kr ■ 하인버그 교수는 리처드 하인버그(58)는 포스트 카본연구소 수석연구원이자 미국 캘리포니아 뉴칼리지 교수로 에너지와 사회, 생태학 분야에서 세계 최고의 지성으로 평가받고 있다. 매월 ‘뮤즈레터(www.museletter.com)’를 간행, 전세계적인 영향력을 키워왔다.1996년 ‘자연과의 새로운 계약’을 발간, 베스트셀러 작가가 됐다.‘부처 복제’ ‘파워다운’ ‘정점을 축하하라’ 등의 저서가 있다. 특히 2003년 출간한 ‘파티는 끝났다’는 역작으로 평가받는다. ■ 서남표 총장은 서남표(72) KAIST 총장은 플라스틱·금속 제조공정과 설계이론 등에서 탁월한 학문적 성과를 냈다. 미국 카네기 멜론대에서 박사학위를 받은 뒤 36년간 MIT 교수로 재직하면서 MIT 제조·생산연구소장, 기계공학과 학과장, 미 과학재단(NSF) 부총재 등을 지냈다.2006년 7월 KAIST에 부임한 뒤 테뉴어(tenure) 심사 강화를 통한 교수 퇴출 등 KAIST 개혁을 주도하고 있다. 특히 올 초 ‘EEWS’ 연구를 KAIST가 나아가야 할 방향으로 선언했다.

국제유가(油價)가 고공행진을 계속하고 있다. 전문가들은 현재 사용하고 있는 석유는 향후 40년, 천연 가스는 60년 정도면 고갈될 것이라는 극단적인 예측을 내놓고 있다. 기름 한 방울 나지 않는 우리나라는 석유를 대체할 연료를 개발해야 하는 문제가 다른 어떤 국가보다도 절실하다. 현재 정부와 기업들은 상업용 대체에너지 발전사업에 속속 뛰어들고 있다. 과거 TV광고에서나 볼 수 있었던 외국의 풍력발전 단지의 거대한 바람개비나 태양광 집전판을 목격하는 것은 이제 그리 어려운 일이 아니다. 자동차회사는 휘발유 대신 연료전지를 동력으로 한 자동차를 개발해 상용화를 앞두고 있다. 국책연구소는 핵융합반응을 이용한 소위 인공태양 발전기를 완공해 시험가동에 들어갔다. 한 중소기업체는 획기적으로 효율을 높인 차세대 조명기구를 대량생산함으로써 틈새시장의 개척자로 주목받고 있다. 석유로 대표되는 화석연료를 대체할 신재생에너지 산업이 뿌리를 내리고 있는 현장을 사진화보로 꾸몄다. 글 사진 이호정기자 hojeong@seoul.co.kr