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[인사]

■ 통일부 ◇전보 △정보분석본부 분석총괄팀장 柳鍾烈△통일교육원 개발지원부 교육지원〃金桂鎭△감사〃邊萬根△행정지원〃李重宰△혁신재정기획본부 재정기획〃李昌烈△정책홍보본부 홍보기획〃李明洙△남북경제협력본부 남북교역물류〃金忠煥△〃 남북기술협력〃李秉元△사회문화교류본부 문화교류〃金文鎬△〃 인도협력단 지원협력〃吳大錫△정보분석본부 정치사회분석〃沈用昌△개성공단사업지원단 운영지원〃姜鍾奭△남북회담본부 회담관리〃崔常喆△〃 회담기획부 정치군사회담〃黃鳳淵△북한이탈주민정착지원사무소 교육훈련1〃金明相△통일부(본부) 徐相德李聖源◇신규임용△정책홍보본부 공보지원팀장 金永日△북한이탈주민정착지원사무소 교육훈련2〃鄭宥秀■ 건설교통부 ◇전보 △혁신정책조정관 한만희△홍보관리관 정병윤△미국 주택도시부 파견 여형구◇팀장급 전보△건설교통인재개발원 전문교육과장 홍광표■ 국가핵융합연구소 ITER한국사업단 △단장 이경수△사업단 본부장 정기정△토카막기술부장 최창호△시스템기술〃 이현곤△사업관리〃 남건우△초전도기술팀장 김기만△진공·극저온기술〃 김병철△조립장비기술〃 박현기△TBM기술〃 조승연△조달·계약〃 고호은△자료·정보관리〃 한치현■ 한국경제신문사 △광고국 광고마케팅1부장 宋光林△〃 광고마케팅2〃韓利洙△〃 광고마케팅3〃車熙振■ 미디어오늘 △마케팅본부장(상무) 조익형△마케팅국 부국장 한성권■ 미래에셋증권 △홍보담당 임원(HR본부장 겸직) 邊在相△〃실장 李基東

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[기고] 에너지 자립국으로의 첫걸음/정윤 과학기술부 차관

지난 14일 우리나라의 핵융합에너지 연구장치인 차세대 초전도핵융합연구장치(KSTAR) 완공식이 개최됐다. 미래 핵융합발전소 건설의 초석이 될 KSTAR가 장장 11년8개월에 걸친 대역사 끝에 그 위용을 드러내게 된 것이다. 이로써 우리나라는 선진국과 어깨를 나란히 하며 핵융합에너지 상용화를 위한 본격적인 연구를 시작할 수 있게 됐다. 핵융합에너지는 수소 원자핵이 1억도 이상 온도에서 서로 충돌하고 결합하면서 감소한 질량이 엄청난 에너지로 변환되는 것으로 이는 태양 에너지의 원리와 같은데, 이와 같은 이유로 KSTAR 같은 핵융합 장치를 ‘인공태양’이라 부르기도 한다. 한국의 태양 KSTAR 완공은 세계적으로 도약한 우리나라 핵융합 기술력의 수준을 국내외에 알리고, 우리가 미래 에너지 자립국으로 거듭날 수 있다는 자신감을 되새길 수 있는 좋은 기회가 될 것이다. 현재 우리의 핵융합 기술은 세계에서 가장 앞선 것으로 평가받는 유럽연합(EU)이나 일본의 75% 수준이다.1990년대 초반만 하더라도 핵융합 연구 분야에서 후진국을 면치 못하던 우리나라가 95년부터 자체 기술로 핵융합 장치를 보유하기 위한 KSTAR 사업을 진행하면서 빠른 속도로 경쟁력을 확보하게 됐다. 이를 계기로 EU와 일본, 미국 등 선진국들이 주도하던 국제핵융합실험로(ITER) 공동개발 프로젝트에 2003년부터 참여할 수 있었으며,KSTAR 건설 과정에서 습득한 핵심기술을 ITER 건설에까지 활용할 수 있게 됐다. 특히 KSTAR는 현재까지 만들어진 세계 핵융합장치 중 유일하게 ITER에 적용되는 것과 같은 최첨단 신소재의 초전도자석을 사용한 것이기 때문에 ITER의 선행모델로서 그 성공여부에 국제적인 주목을 받고 있다. 현재 ITER 사업에 참여하고 있는 선진국들도 향후 핵융합발전소 건립에 필요한 각종 효율적인 기술과 장치개발을 통해 미래 에너지 패권국을 꿈꾸고 있다. 최첨단 기술력을 동원해 KSTAR를 개발한 우리나라 또한 뒤처질 수는 없다. 특히 산업기술과 응용기술력은 세계 선두권이다. 하지만 이를 뒷받침하는 원천 기술력은 세계 12위 수준에 머물러 있다. 이런 점에서 볼 때 개발과정에서 이미 원천기술을 확보한 바 있는 KSTAR의 성공적인 운영 및 기술개발이 동시에 이루어진다면 우리나라는 핵융합 개발 주도국으로서의 입지를 확고히 다질 수 있을 것이다. 현재 우리나라의 핵융합 연구개발 속도와 기술력을 종합해 볼 때 2020년대에 핵융합 에너지기술 5대 강국에 진입하고,2040년대에는 핵융합발전소에서 생산되는 전기를 일반 가정에서 사용할 수 있게 될 전망이다. 과학기술은 늘 인류의 절박한 필요와 요구에 의해 성장해 왔다. 세계 각국은 화석연료의 고갈을 대비할 새로운 에너지원을 요구하고 있다. 앞으로 경제적이고 효율적인 차세대 에너지원에 대한 요구는 더욱 높아질 것이다. KSTAR는 차세대 에너지원 개발시대의 서막이자 미래 우리나라 신성장 동력을 만들어내는 역사적인 프로젝트의 신호탄이라고 할 수 있다. 따라서 동시대를 살아가는 우리뿐 아니라 후손들을 위해서도 KSTAR는 성공의 역사를 써나가야 한다. 대용량 미래 친환경 에너지인 핵융합 개발에 국민들의 적극적인 관심과 지지를 기대해 본다. 정윤 과학기술부 차관

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[씨줄날줄] 인공 태양/ 육철수 논설위원

최근 한국에도 우주인이 탄생해 나라가 떠들썩했다. 고산(31·한국항공우주연구원)씨가 3만 6000대1의 경쟁률을 뚫고 뽑혔다. 그는 내년 4월 러시아 우주선 소유즈를 타고 지구 상공 350㎞에 있는 국제우주정거장(ISS)에 가서 1주일 동안 각종 과학실험을 하고 돌아온다. 한국인 중 처음으로 지구를 며칠 벗어나는 행운을 안은 것만으로 그는 영웅이 됐다. 그러나 고산씨를 그리 부러워할 일은 아니다. 지구상에 살고 있는 65억명은 따지고 보면 모두 우주인이기 때문이다. 과학자들은 지구 자체를 ‘고속 우주선’이라고 부른다. 그도 그럴 것이, 지구는 1초에 460m 속도(적도 기준)로 하루에 한 번씩 스스로 빙글빙글 돌면서 초속 30㎞로 달려 태양 주위를 1년에 한 바퀴 돈다. 그러니 인류는 지구라는 고속 우주선을 타고 우주를 여행하고 있는 거나 다름없다는 것이다. 그런데 왜 우주인이라는 생각이 들지 않을까. 이유는 간단하다. 우주공간은 진공상태이고 인간은 지구의 중력을 안전벨트 삼아 주변의 대기와 함께 달려가고 있어서란다. 그래도 ‘에너지 보물’이 무궁무진 쌓였다는 지구 바깥 세상에 아무나 갈 수 있는 건 아니다. 선진국들이 거금을 마다하지 않고 달과 화성·목성에 우주선을 보내 연구하는 것은 그만한 이익이 남아서일 것이다. 지구의 유일한 에너지원인 태양을 만들려는 욕망도 그 연장선이다. 물론 표면 온도가 1500만℃로 지글지글 끓고, 초당 6억t의 수소가 헬륨으로 바뀌면서 엄청난 에너지를 방출하는 태양을 복제하기란 쉽지 않은 일이다. 태양은 빛의 속도로 8분이면 닿는 거리지만, 수소폭탄이 펑펑 터져 어떤 우주선도 근접할 수 없는 곳이다. 국가핵융합연구소가 독자기술로 초전도핵융합연구장치(KSTAR)를 완공했다. 태양이 빛과 열 에너지를 내는 원리를 그대로 응용한 것이어서 ‘인공태양’이라 일컬을 만하다. 세계에서 6번째 개발국이라니 우리 과학자들의 노력이 대견하다. 잘 발전시키면 2035년쯤 상용화할 수 있단다. 지구온난화와 에너지 고갈을 걱정하던 차에 새 에너지원이 생긴다니 다행이다. 우주시대의 편승으로 우리도 에너지 빈국의 설움을 털어낼 날이 머잖은 것 같다. 육철수 논설위원 ycs@seoul.co.kr

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에너지 자립 ‘인공태양’ 떴다

‘에너지 자립을 위한 인공태양이 떴다.’ 순수 국산기술로 제작된 한국형 핵융합로 KSTAR가 14일 준공식을 갖는다.1995년 정부가 핵융합 에너지 개발에 나선지 11년 8개월 만이며 지금까지 3090억원이 투자됐다.KSTAR는 차세대 대용량 청정에너지로 각광받는 핵융합 발전소 상용화를 위한 실험시설로 한국은 미국, 유럽연합(EU), 일본, 중국, 러시아에 이어 6번째로 핵융합로를 개발한 국가가 됐다. KSTAR의 완공은 세계 10대 에너지 소비국이면서도 97% 이상을 수입에 의존하는 한국이 에너지 빈국에서 벗어날 수 있는 계기로 평가된다. 핵융합로는 수소 원자핵끼리 합쳐지면서 발생하는 막대한 에너지를 발전에 이용하는 방식으로 우라늄 또는 플루토늄 핵이 쪼개지면서 내는 에너지를 이용하는 원자력 발전과는 정반대 원리다. 태양이 빛과 열을 내는 원리와 같아 ‘인공태양’으로 불린다. 핵융합 발전은 친환경적이며, 무한에 가까운 원료를 갖고 있다. 원자력 발전에 비해 안전한 저준위 방사성 폐기물만을 남길 뿐더러 지구 온난화의 주범으로 지목되는 이산화탄소가 배출되지 않는다. 세계 각국은 지난해 오는 2015년 완공을 목표로 핵융합로 상용화 공동 프로젝트인 국제핵융합실험로(ITER)를 출범시켰다.ITER는 한국,EU, 미국, 일본, 중국, 러시아, 인도 등이 참여한 인류 역사상 최대 규모의 공동작업이다.KSTAR 프로젝트를 책임지고 있는 핵융합연구소 신재인 소장은 “KSTAR는 ITER가 추구하는 핵심기술을 대부분 구현하고 있으며, 축소판으로 세계의 주목을 받고 있다.”고 말했다. KSTAR는 섭씨 영하 269도의 초저온과 초전도 자석, 엄청난 에너지를 담아두기 위한 1억도 이상의 플라스마(원자가 전자와 핵으로 분리된 상태)를 구현했다. 초전도 선재와 전류인입장치,3차원 곡면 진공용기, 초전도자석 조립기술 등은 세계 최초다. 그렇다고 KSTAR의 완공이 곧바로 에너지 독립을 의미하는 건 아니다. 앞으로 18년간 실험이 예정돼 있고 상용화는 2035년이 넘어야 가능할 전망이다. 막대한 예산도 부담스럽다. 향후 수십년간 매년 350억원 이상의 예산을 쏟아부어야 하며 상용화시 발전소당 조단위의 건설비용이 필요하다. 일각에서는 핵융합로가 저준위이긴 하지만, 방사성 물질이 발생한다는 점을 들어 청정에너지 여부에 대한 의문도 제기한다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

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[과학플러스] ‘고주파 가열장치’국산화 성공

‘꿈의 에너지’로 불리는 핵융합 에너지 개발을 위해 플라스마 온도를 수천만도 이상으로 끌어올리는 데 필수적인 고주파 가열장치의 핵심부품이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국원자력연구원 핵융합공학기술개발센터 곽종구 박사팀은 지난 1998년부터 10년간의 연구개발 끝에 고주파 가열장치를 순수 국내 기술로 국산화하는 데 성공했다. 고주파 가열장치는 메가헤르츠(㎒M)대 고주파의 전자기파 에너지를 이용해 플라스마를 가열하는 장치로, 오는 8월 본격 가동될 예정인 ‘차세대 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)’의 가열시스템을 이루는 핵심 부품이다.이영표기자 tomcat@seoul.co.kr

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[中 안후이성을 가다] (상) 인공태양 개발기지 ‘허페이물리학硏’

｜허페이(合肥·중국 안후이성) 이지운특파원｜“차세대 에너지원을 확보하지 못하면 초강대국이 될 수 없다.”‘에너지’는 중국의 최대 화두(話頭) 가운데 하나다. 성장을 유지해야 하는 중국은 지금 석유를 비롯한 에너지원 확보에 사활을 걸고 있다시피하다. 중국은 2050년까지 170∼240기의 원전을 건설해야 전력 문제를 해결할 수 있는 것으로 알려진다. 현재 세계적으로 가동되고 있는 원전 440여기의 절반 안팎이다. ‘오늘의 에너지’ 확보를 위해 온 외교적 역량을 쏟아붓고 있는 중국은 대체 에너지와 차세대 에너지 개발에도 진력을 다하고 있다. 그래야 13억 인구의 ‘지속가능한 발전’을 바라볼 수 있기 때문이다. 인공태양은 그 최고 정점에 위치한 목표다. 중국의 인공 태양이 자리잡고 있는 중국과학원 허페이물리학연구원. 안후이(安徽)성 성도 허페이시 외곽에 위치한 연구원은 천연 요새와 같다. 퉁푸(銅鋪)댐 안의 섬에 자리잡고 있어 무장 공안(公安)이 지키고 있는 긴 교량 입구를 통해서만 진입할 수 있다. 대외적인 주소도 ‘허페이시 사서함 1126’으로만 적고 있다. 그만큼 보안에 신경을 쓰고 있다는 얘기다. 지난 17일 외국 언론에 인공태양을 처음으로 공개한 것은 자신감의 표현이기도 하다. 연구소 전체는 하나의 공원 같았다. 구획 정리된 내부는 아파트와 학교, 유치원 등을 비롯한 각종 시설이 잘 조성된 조경과 어우러졌다. 고체물리학연구소, 광학연구소, 미세기술연구소, 지능기계연구소, 플라스마물리연구소 등 5개 산하 연구소가 입주해 있다. 플라스마물리연구소는 지난해 9월26일에 이어 올 1월23일 인공태양 방전실험을 통해 플라스마 확보에 잇따라 성공했다고 발표했다. 인공태양은 수소 ‘핵융합’을 통해 에너지를 무한대로 발생시키는 장치다.‘핵분열’을 이용하는 원자력 발전과는 다른 기술이다. 크게 3가지 방식이 있으나 가장 일반적으로 사용되는 방식은 과거 옛 소련에서 개발된 ‘토카막(Tokamak)형’이다. 이 방식으로 핵융합 발전을 하려면 지구상에는 존재하지 않는 1억℃ 정도의 초고온 ‘플라스마’를 만들어야 한다. 그러나 이 정도 온도의 물질을 담아낼 장치가 없기 때문에 플라스마를 진공 공간에 띄워놓고 핵융합을 유도하는 ‘토카막’이라는 장치가 필요하다. 이 장치가 바로 인공태양이다. 중국이 인공태양인 ‘초전도 토카막 핵융합장치(EAST)’ 개발에 본격 착수한 것은 1998년부터다. 국가발전개혁위원회가 인공태양 제작을 승인한 뒤 중국과학원은 2000년 10월 EAST 제작에 착수했다.2005년 연말 조립을 마쳤으며 지난해 3월 방전실험을 위한 준비를 마쳤다. 중국은 인공태양 연구분야에서 후발주자이지만 오는 2050년쯤 인공태양을 상용화한다는 계획이다. 중국의 인공태양 EAST는 진공 공간에서 기체상태의 이중수소를 5000만∼6000만℃ 정도의 초고온 플라스마로 바꿔 핵융합이 일어나게 하는 정도다. 미국이나 일본, 유럽이 2030∼2040년쯤 상용화한다는 계획에 비하면 10년 이상 늦는 셈이다. 이에 우쑹타오(武松濤) 중국과학원 플라스마물리연구소 부소장은 “최근 정부에 새 계획안을 제출했다.”고 밝혔다. 중앙 정부의 대대적인 지원을 유도하기 위해서다. 그는 “이제부터는 투자액과 지원의 문제”라고 말했다. 선진국들이 핵융합에너지 개발에 열을 올리는 이유는 에너지 자급뿐 아니라 향후 거대한 관련 시장이 창출될 가능성을 보고 있기 때문이다. 예컨대 연 60조원 규모의 전 세계 반도체 관련 시장 가운데 핵융합에너지 파생 기술인 플라스마 기술이 포함된 분야가 3분의2를 넘는 것으로 분석된다. 디스플레이 제조 장비, 수소발생 장치, 태양전지 등 다양한 분야에서의 응용을 고려하면 경제적인 파급효과를 수백조원 규모로 추산되기도 한다. 미래의 에너지 개발을 위한 소리 없는 전쟁이 격화되고 있는 또 다른 배경이다. jj@seoul.co.kr ■ 용어 클릭 ●플라스마 전기를 띠고 있는 기체. 고체·액체·기체 외에 물질의 ‘네번째 상태’로 불린다. 우주의 99%는 플라스마로 이뤄져 있다. 자연상에는 번개, 오로라 등의 형태로 존재. 인공 플라스마는 PDP TV, 형광등, 네온사인 등 다양한 분야에 활용된다. ■ “개발 실투자액은 3억2000만위안” ｜허페이(合肥·안후이성) 이지운특파원｜우쑹타오(武松濤) 중국과학원 플라스마물리연구소 부소장은 인공태양 실용화 가능성에 대해 “현 단계에서 기술 수준이 일정 정도에 올라와 있는 나라라면 인공태양의 실용화 속도는 투자에 비례한다.”면서 낙관적인 전망을 내놓았다. 다음은 일문일답. ▶성공을 보장하기 위한 관건은. －정부에 새 계획을 제출했다. 계획서에서 우리는 플라스마의 가열과 플라스마 전류의 구동 및 효율이 관건이라고 제시했다. 중앙정부는 핵융합 연구개발을 매우 적극적으로 지지하고 있다. 중국도 ‘국제핵융합실험로(ITER)´ 공동개발사업에 참여했다. ▶현재 인공태양 연구의 관건은 무엇인가. －온도와 플라스마의 밀도, 지속시간이다. 이 3가지가 목표대로 달성되면 핵융합발전이 가능하다. ▶중국 인공태양의 상용화 시기는. －미국과 일본, 유럽은 구체적으로 계획을 갖고 있다. 이 국가들은 30년 정도면 상용화가 가능할 것이다. 그러나 우리는 앞으로 50년 정도 걸릴 것으로 보고 있다. ▶한국의 인공태양 기술 수준은 어떻게 평가하나. －한국의 수준은 매우 높다. 투자비용이 중국보다 더 많다. ▶한국도 인공태양인 ‘차세대 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)’를 오는 8월 완공할 예정인데. －우리의 EAST(초전도 토카막 핵융합장치)는 직경이 1.8m인데 반해 한국의 KSTAR는 직경이 1.9m로 약간 더 크다. 한국과 중국의 인공태양은 매우 비슷하다. ▶인공태양 추가 건설 계획은. －2050년을 목표로 세번째 토카막을 건설할 예정이다. 세번째 인공태양은 건물 3층 높이의 토카막이 될 것이다. ▶EAST를 통한 플라스마 제작에 투입한 예산은. －공식적으로는 1억 6000만위안(약 200억원)이 투입됐지만 실제로는 3억 2000만위안이 들었다.(그는 “한국은 인공태양 연구에 3억달러의 거액을 쓰는 것으로 알고 있다.”며 부러워했다.) ▶EAST에서의 온도 생성이 부족하지는 않나. －우리는 5000만∼6000만℃ 정도 상태에서의 플라스마를 만들었다. 이 정도는 돼야 핵융합이 일어난다. 이는 비교적 온도가 낮지만 지속시간이 길고 플라스마의 밀도가 높으면 핵융합이 일어난다. jj@seoul.co.kr ■ “中 핵융합 장치 성능 한국의 3분의1 수준” ｜베이징 이지운특파원｜인공태양 기술의 한국 수준은 중국과 비교해서 어느 정도일까. 한국의 ‘차세대 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)’는 오는 8월에나 조립이 끝날 예정이다. 시험운전을 거쳐 내년 6월께 KSTAR를 통한 첫번째 플라스마를 만들 예정이다. 중국이 2005년 연말 핵융합장치 조립을 마치고, 지난해 9월 처음으로 플라스마를 확보했다고 발표한 것을 단순 비교하자면 1년6개월가량 뒤처진 것으로 보인다. 그러나 한국 기초과학연구원의 이경수 박사는 21일 기자와의 통화에서 ‘난센스’라고 한마디로 일축했다.KSTAR 연구를 총괄해온 이 박사는 “중국의 핵융합장치는 성능이 한국의 3분의1에도 못미친다.”면서 “중국의 EAST(초전도 토카막 핵융합장치)는 열처리 자체가 필요없는 장치이지만, 한국의 KSTAR에는 열처리만 40개월이 걸리는 대단히 고난도 기술이 적용됐다.”고 설명했다. 이 박사의 설명에 따르면 중국의 EAST는 이미 상용화된 기술을 채용한 관련 업계의 2세대 장치이지만 한국의 KSTAR는 3세대 것으로, 기술 수준은 미국·일본의 95% 수준에 도달해 있다. 또한 “KSTAR는 현대중공업·삼성중공업·두산중공업 등 세계적인 업체가 제작에 참여한 ‘작품’으로 연구실에서 ‘뚝딱’한 중국의 EAST와는 차원이 다르다.”는 것이다. 다만 이 박사는 “한국은 장치 제조에 있어 세계 최정상 수준에 근접해 있지만, 아직 운행을 해보지 못해 실험 측면에서 다소 뒤져있는 것 같다.”고 말했다. 그러나 우리나라는 ‘국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트’에 참여하면서 세계 수준에 도달할 기회를 확보했다. 이 프로젝트에는 미국과 러시아, 유럽연합(EU), 일본, 한국, 중국, 인도 등 7개국이 참여하고 있다. 이경수 박사는 “ITER가 완성되는 2016년에는 한국도 이미 10년 가까운 운영 경험이 쌓일 것이므로 상당한 경쟁력을 갖게 될 것”이라고 전망했다. 한국은 이를 위해 적잖은 투자를 결심했다.ITER 실험로는 프랑스에 들어서기 때문에 EU가 절반 가량을 부담하고 나머지 절반 남짓을 6개국이 각각 나눠 낸다. 추산이 다소 다르긴 하지만 한국은 2040년까지 1조6000억원 정도를 부담할 것으로 예상된다. 연평균 420억원 정도지만,ITER 건설 기간인 2007∼2015년 사이에는 약 8700억원을 집중 투자돼야 한다. 그러나 정부는 ‘핵융합 에너지 개발진흥법’을 제정하는 등 전폭적인 지원을 준비하고 있다. jj@seoul.co.kr

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[‘과학 한국’의 희망-국가석학에 듣는다] (3) 나노기술의 대가 국양 서울대 교수

발길 닿지 않는 곳에 길을 내며 가는 것 만큼 외롭고 힘겨운 일은 없다. 하지만 자유롭게 선택하고 도전할 수 있기에 나만의 소중한 길이 되는 법이다. 국양(54) 서울대 연구처장(물리학부 교수)은 우리나라 나노 과학계의 ‘길’ 같은 존재다. 미개척 영역이었던 나노기술 분야에서 독보적인 연구 성과를 내놓으며 세계 나노 과학을 선도하는 연구자로 인정 받는다. 나노기술은 나노미터(1m를 10억개로 나눈 길이) 수준에서 물체들을 만들고 조작하는 기술, 물질의 크기가 작아짐으로써 얻을 수 있는 정보 저장 및 처리의 극대화를 이용하는 기술이다. 지난달에는 교육인적자원부와 한국학술진흥재단이 선정한 ‘2006 국가석학(Star Faculty)’ 10명 중 한 사람으로 선정됐다. ●눈으로 원자 볼 수 있는 현미경 개발 지금의 국 교수를 있게 한 결정적 연구 성과는 주사터널링현미경(STM)의 개발이다. 그동안 눈으로 볼 수 없었던 실리콘이나 철ㆍ구리 등 금속의 원자를 들여다 볼 수 있게 해줘 나노기술을 한 단계 끌어올린 쾌거로 평가받는다.STM은 손의 역할을 하는 특수한 침을 이용해 원자의 표면을 읽어낸다. 그가 STM과 인연을 맺게 된 것은 벨연구소 연구원 시절인 1982년. 국 교수는 이미 STM 개발 아이디어를 갖고 있었다. 그러던 차에 IBM연구소의 물리학자 하인리히 로러를 만났고, 그가 같은 아이디어를 공개하자 ‘이거다.’라는 생각을 굳혔다. 84년 국 교수는 STM을 개발, 반도체 재료인 실리콘의 표면을 눈으로 확인해 세상을 놀라게 한다. 세계에서 네 번째 쾌거였다. 이후 그는 나노 연구 분야에 매진하며 속속 업적을 발표했다. 최근에는 ‘나노튜브’ 속에 풀러린 분자(fullerene:탄소원자 82개가 축구공처럼 결합된 분자)를 삽입하면 반도체 소자로 기능할 수 있음을 밝힌 논문이 ‘네이처’에 게재됐다. ●완전히 새로운 저장·처리 개념 연구할 것 국 교수는 앞으로의 나노기술은 완전히 다른 패러다임에서 접근하지 않으면 한계에 직면할 것이라고 경고했다.“현재의 반도체 메모리 저장 논리는 ‘평면’에서 이뤄지죠. 모두 평면 소자예요. 메모리 양이 기하급수적으로 늘어날 텐데 더 이상 평면에 집착해서는 집적도를 향상시킬 수 없죠.” 특히 그는 반도체의 정보처리 방식도 완전히 새로 찾아야 한다고 지적했다.“인간의 뇌를 보세요. 뇌의 기억 방식은 평면상에서만 이뤄지지 않습니다. 메모리와 처리장치 모두 나노 수준에서 이뤄지는데, 반도체 등 현행 IT 기술의 기억·처리 방법과는 달리 다차원적이에요.” 국 교수는 20∼30년 뒤엔 모든 정보의 저장과 처리가 나노수준에서 생체의 그것과 같은 방식으로 이뤄질 것으로 예견했다. 원자의 전기적 특성을 이용한 나노기술이 지금의 한계를 극복해 줄 수 있다는 설명도 덧붙였다. 그의 향후 연구도 이와 궤를 같이 한다. 국 교수는 “생체의 기억 논리, 에너지 전환 방식과 현재 IT기술 방식과의 간극을 좁히면 새로운 결과물이 나올 것”으로 기대했다. 구체적으로는 초전도체의 기본원리 파악 문제, 빛 또는 전자로 분자에 에너지를 주었을 때 분자에서 일어나는 상전이 문제, 전도체의 전도 현상 중 전자의 회전 문제 등을 새로운 시각으로 접근할 계획이다. ●“나노 기술의 발전 위해 기다릴 줄 아는 지혜를 가져야” 인터뷰 도중 그는 갑자기 왕(Wang)이라는 중국인 얘기를 꺼냈다.80년 그가 컴퓨터 회사를 차렸지만 시대를 앞서가는 바람에 이내 망했다는 것.“왕이란 사람이 ‘모든 서류나 문서를 이미지 형태로 저장하는 종이없는 사무실을 만들 수 있다.’고 주장했죠. 당시엔 모두 비웃었지만,20여년 뒤 현실이 됐습니다.” 국 교수는 나노기술도 마찬가지 결과로 나타날 수 있다고 강조했다.“나노 기술은 너무도 중요한데 그것을 너무 앞서서 열매를 보려고 기대하고, 사회가 강제로 밀어붙이려 하고 있어요. 조급하게 열매를 기다리면 꽃을 피우기 전에 죽고 말죠.” ●조급한 성과 위주 지원은 선진 과학국 진입 걸림돌 국 교수는 특히 정부와 기업의 성급한 기대가 문제라고 지적했다. 그는 “현재 기술의 연장선상에 있음에도 새로운 나노라고 세일즈하며 성과주의에 매몰돼 있다.”면서 “7살 어린아이들에게 빨리 애 낳으라고 독촉하는 꼴”이라고 꼬집었다. 그는 단추에서 지퍼로의 획기적 발명을 예로 들며 “진짜 새로운 과학적 성과는 한 발짝이 아닌 열 발짝 이상 나아가는 것”이라면서 “정부도 긴 안목을 갖고 단순 업적보다 미래 기술을 선도할 상상력과 창의력 위주로 평가, 지원해야 한다.”고 조언했다. 국 교수는 학생들이 진지한 학문적 자세를 잃는 세태도 아쉬워했다.“학문을 출세와 돈벌이를 위한 ‘사다리’로 여기는 것이죠. 세상을 목적 지향적으로 바라보는 시각이 싫어요. 학문 자체를 즐거워하면 새로운 것이 나오고 그릇도 커지는 걸 왜 모를까요.” ■ 국양 교수는 1953년 서울에서 태어났으며 71년 서울대 물리학과에 입학, 석사 과정을 마친 뒤 78년 미국 펜실베이니아주립대로 유학을 떠났다.81년 박사 학위를 받았고,91년까지 10년간 AT&T 벨연구소에서 연구원으로 활동했다.91년 “하고 싶은 연구를 통해 세상을 깜짝 놀랄 역작을 만들겠다.”는 생각으로 서울대 교수로 자리를 옮겨 나노 기술 연구에 매진하고 있다. 글 이영표 사진 류재림기자 tomcat@seoul.co.kr

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[대덕연구개발특구를 가다] 핵융합연구센터 한국형 핵융합 실험로 ‘KSTAR’

정해년 새해 우리나라를 미래의 에너지 종주국으로 이끌 ‘한국의 태양’이 대전에서 떠오른다.2007년 8월 한국기초과학기술지원연구원 부설기관인 핵융합연구센터에 들어설 차세대 초전도핵융합연구장치인 KSTAR가 그것이다. 인류가 석유 등 화석연료 고갈 및 지구 온난화 극복을 위한 대체에너지 개발에 나서면서 핵융합 에너지도 관심이 고조되고 있다.21세기는 핵융합의 시대가 될 것이란 전망이 나온 지 이미 오래다. ●10원으로 서울·부산 3번 왕복 중수소 추출 핵융합 에너지 기술은 우리나라의 에너지 자급과 극한 첨단기술의 집합체로 인식되고 있다. 우리나라의 위상은 물론 관련 산업을 한단계 도약시킬 수 있는 성장엔진이다. 태양처럼 스스로 빛을 내는 별들의 중심은 높은 온도와 압력으로 원자핵과 전자가 분리된 플라스마 상태이다. 초고온 플라스마에서는 가벼운 수소와 같은 원자핵이 서로 융합해 무거운 원자핵으로 바뀌는 핵융합 반응이 발생한다. 이때 감소한 질량만큼 에너지가 방출되는데 이것이 핵융합 에너지다. 즉 태양이 발생시키는 에너지를 생산해 활용한다는 프로젝트로 ‘인공태양’을 만드는 작업이 핵심이다. 무한·청정에너지이자 안전·평화에너지라는 점에서 차세대 에너지로 부상하고 있다. 핵융합에너지는 1997년 EU가 만든 핵융합장치인 ‘JET’가 16㎿의 에너지를 방출한 데 이어 98년 일본의 ‘JT-60U’가 에너지분기점을 넘기면서 상용화 가능성이 인정됐다. 핵심기술은 크게 3개 분야이다.1억도 이상의 초고온 플라스마를 생산하고, 가둬둘 수 있는 장치인 인공태양(토카막)이 필요하다. 핵융합을 일으킬 수 있는 연료의 개발도 수반된다. 인공태양은 이미 세계 각국이 핵융합장치를 개발 가동중이고, 연료는 지구에 상대적으로 풍부한 중수소와 3중수소를 사용할 수 있다. 중수소는 바닷물 1ℓ에서 0.03g을 얻을 수 있는데 이는 승용차가 서울과 부산을 3번 왕복할 수 있는 열량이다. 중수소 1g은 석유 8t과 같은 에너지를 만들어낼 수 있다. 그럼에도 바닷물 1ℓ에서 중수소를 추출하는 비용은 10원에 불과하다.3중수소는 지구상에 자체로 존재하지 않는 대신 1500만년 이상 사용할 수 있는 리튬에서 추출할 수 있다. ●우리나라 6번째로 ITER 가입 2006년 11월21일 프랑스 파리에서는 EU(25개국)와 미·러·일·중·인도와 우리나라 등 31개국이 ‘ITER 공동 이행협정식’에 서명했다.ITER는 대체에너지 개발의 심각성을 공감한 국가 공동체이자 2015년 프랑스 카다라쉬에 세워질 국제핵융합실험로의 이름이기도 하다. 우선 내년에 국제기구가 출범한다. 우리나라는 총건설비(50억 8000만유로)의 9.09%(4억 6200만유로)를 부담한다. 우리나라가 6번째 국가로 참여한 것은 기술력을 인정받았기 때문이다. 이는 세계 각국의 치열한 에너지 패권 확보 움직임 속에서 에너지 종주국으로 도약할 수 있는 기틀을 마련한 것으로 평가된다. 호주와 캐나다가 기술력 부족으로 가입하지 못한 것에서 그 의미를 되새겨볼 만하다. ITER 계획에 의하면 2020년 핵융합발전을 통한 전력생산이 이뤄지고 2030년에는 핵융합발전소 건설이 진행된다. 화석에너지에서 본격적인 수소경제사회로 전환되는 것이다. 참여국은 성과를 그대로 활용할 수 있다. 에너지 수입의존도가 97%가 넘는 우리나라가 안정적인 에너지 확보뿐 아니라 수출국으로 전환되는 것이다. 그러나 단순히 자금만 부담하는 것으로 우리의 역할이 끝나는 것이 아니다. 현금분담은 9.09%의 22%에 불과하고 기술력이 대부분을 차지한다. ●아파트 3000가구분의 시멘트로 지은 연구소 대전시 유성구 어은동 핵융합연구센터에서는 한국의 태양으로 불리는 ‘KSTAR’에 초전도 자석 조립과 급저온장치 부착 등의 작업이 진행되고 있다.KSTAR는 내년 8월 완공돼 2008년 6월 본격 가동에 들어간다. 신재인 소장은 “세계에서 가장 뜨거운 물질을 가장 차가운 용기에 저장시키는 장치”라고 소개했다. KSTAR는 플라스마 온도가 초기 1억도에서 최종 3억도를 기준으로 설계됐다. 냉각기는 영하 260도이다. KSTAR 연구실 내에는 기둥을 찾아볼 수 없고 벽의 두께가 무려 1.5m에 이른다. 아파트 3000가구를 지을 수 있는 시멘트가 사용됐고 천장에는 150t을 옮길 수 있는 크레인이 설치, 가동되고 있다. KSTAR는 ITER와 동일한 초전도자석을 사용하는 가장 진보된 ‘토카막’ 방식의 핵융합 연구장치이다. 최첨단 기술이 총망라된 우리 기술의 결정판이라는 의미가 더욱 빛을 발한다. 우리나라는 고효율의 플라스마를 장시간 가동하는 미션을 부여받았다.KSTAR 운영 경험은 경제적 효과뿐 아니라 기술의 파급성에서 기대를 높여주고 있다. 상용 핵융합로 개발의 핵심 기술을 확보함으로써 약 3000억달러로 추산되는 핵융합발전소 건설의 한 축에 서게 됐다. 초전도·초고온·극저온·빔기술 등 핵융합 원천기술과 플라스마 같은 파생기술의 실용화를 통한 신산업 창출도 가능해졌다. 나아가 ITER 조달품목에 대한 우리 기업의 수출 및 기술이전을 통한 수익 창출이 기대된다. 이제 남은 과제는 ITER 비준안에 대한 국회 통과 여부이다. 신 소장은 “KSTAR는 ITER의 축소판으로 운영결과가 주목받고 있다.”면서 “핵융합 에너지는 최첨단 기술이 총망라된 결정체”라고 말했다. 이어 “2040년대에 진입하면 핵융합에너지가 현 원자력 수준의 전력을 공급할 수 있을 것이다.”면서 “(우리나라가)도약하는 데 새로운 기회가 될 것이다.”라고 자신했다. 대전 박승기기자 skpark@seoul.co.kr

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반 고흐는 지금 태백에 있다

항상 계절이 바뀌어 갈 때쯤, 마음 한구석이 비어 있다는 느낌에 사로잡히곤 한다. 그 채워지지 않는 빈 가슴을 안고 강원도 태백의 고원자생식물원으로 떠나보자. 초록의 도화지에 노란 물감을 흩뿌려 놓은 듯한 아름다운 해바라기밭이 기다린다. 굳이 빈센트 반 고흐의 ‘해바라기’를 말하지 않더라도 강렬하고 애잔한 노란 물결로 비어있는 가슴 한쪽을 노란물로 덧입혀 보자. 삶에 대한 강렬한 희망과 의욕으로 당신의 몸과 마음이 채색될 것이다. 글 사진 한준규기자 hihi@seoul.co.kr 고흐가 자신의 귀를 자르며 화폭에 담아냈던 노란 해바라기. 광기어린 눈으로 생명과 태양을 바라보며 그려낸 걸작으로 노란색이 그토록 강렬하다는 것을 세상사람들에게 알려주었다. 그 후로 노란 해바라기는 강렬한 생명을 의미하게 되었다. 또 시대를 풍미했던 여배우 소피아 로렌이 전쟁터에 끌려간 남편의 흔적을 좇아 헤매던 영화 ‘해바라기’에서 펼쳐진 광활한 우크라이나의 해바라기밭. 눈물이 그렁그렁 맺혀 있는 그녀의 눈망울을 닮은 ‘해바라기’는 이젠 애잔함의 상징처럼 되어버렸다. 그리스 신화에서도 마찬가지다. 태양신 아폴로를 사랑한 요정 크리티에가 9일 동안 자신이 흘린 눈물만 마시며 태양을 바라보고 있다 해바라기가 됐다. 그래서 꽃말은 ‘열정과 그리움’. 역시나 이런 가슴 아픈 전설 때문인지 더욱 해바라기의 바다가 그리워진다. 백두대간에서 낙동정맥을 가로지르는 삼수령 아래 위치한 강원도 태백의 ‘구와우’(九臥牛)마을. 아홉마리 소가 배불리 먹고 누워 있는 형상을 하고 있다고 붙여진 편안한 마을의 구봉산자락에 고흐의 사랑이 가득 담긴, 소피아 로렌의 애잔함이 잔뜩 묻어 있는 ‘노랑’의 물결이 가득하다. # 노란 천국으로 떠나는 여행 태백 시내에서 검룡소 이정표를 보고 들어선 마을에서 어렵지 않게 식물원을 찾았다.12만평이나 되는 식물원 전체에 해바라기밭은 아래쪽 2만평, 위쪽 3만 5000평. 도대체 감이 오지 않는다.12만평은 얼마나 크고 3만평은 또 얼마나 되나. 하여간 무지하게 넓다는 이야기를 듣고 들어선 식물원 입구. 처음 만난 것은 코스모스였다. 하늘하늘 화사한 웃음이 보는 이의 마음을 밝게 만든다. 빨강, 파랑 등 형형색색의 가녀린 코스모스의 위태로운 몸짓은 언제 보아도 오래된 누이를 만난 듯 정겹고 반갑다. 관람로를 따라 식물원에 들어서자 한바탕 전쟁을 치른 듯 ‘쑥대밭’이 된 해바라기밭이 눈에 들어온다. 한창 해바라기가 피어 있을 때인데 이게 웬일인가. 놀란 마음으로 다가서니 주인장의 ‘속상한 소리’가 노란 해바라기를 대신해서 서 있었다. “긴 장마에 자식 녀석들이 제대로 태양 빛을 보지 못하고 시들더니 지난주의 태풍 ‘우쿵’ 때문에 녀석들 대부분이 누워버렸습니다. 관람객 여러분께 죄송한 말씀 올립니다.” 가슴이 ‘찡’해온다. 그래도 위쪽 해바라기밭은 분지여서인지 아직 쓰러지지 않고 노란 잎을 드러내고 있다고 한다. 얼른 발걸음을 옮겼다. 한여름 꽃구경은 뜨거운 땡볕과 무더위로 고생을 하는데 역시 계절이 바뀌고 있어서인지 불어오는 산들바람이 시원하고 날씨마저 선선해 꽃구경을 하기에는 ‘딱’이다. 쓰러져 있는 해바라기를 뒤로하고 산등성이로 난 길을 따라 오르자 여기저기서 야생화들이 눈에 띈다. 눈이 부시도록 하얀 구절초, 편안한 연보랏빛의 벌개미취의 모습에 걷는 고생은 씻은 듯 사라진다. 잣나무가 우거진 호젓한 숲길이 끝나니 노란 해바라기가 하나 둘씩 눈에 들어온다. # 감동의 노란 물결 숲을 빠져나오자 해바라기밭을 한눈에 내려다볼 수 있는 원두막이 있다. 따가운 햇볕을 피해 쉬라고 지어놓은 모양이다. 원두막 앞에는 영화에나 나올 법한 노란 물결이 출렁인다.“우∼와”하는 탄성과 함께 아름다움에 대한 감동이 물밀듯 밀려온다. 눈앞에 일렁이는 노란 물결에 현기증이 날 정도다. 그림으로 보았던 고흐의 해바라기보다 더욱 강렬함을 준다. 오두막에 앉아 불어오는 노란 바람에 온몸을 맡기며 세상 시름을 잠시 내려놓는다. 참 평화롭다. 크고 부드러운 능선의 굴곡을 따라 난 산책로. 손을 꼭 잡고 걷는 중년의 부부, 어깨를 감싸고 사진을 찍는 연인, 아장아장 걷는 아이의 손을 잡고 걷는 가족들이 지나간다. 우리나라에 이런 곳이 있다니 너무나 신기하고 좋았다.3만평이 넘는 밭의 절반에 피어 있는 노란 해바라기는 한 방향만을 향해 머리를 들고 있다. 참 이상하다. 어찌 저 수많은 해바라기꽃이 한결같이 같은 방향을 향하고 있는지…. # 여행정보 태백 고원자생식물원(www.guwow.co.kr)의 해바라기 축제는 아마 이번 주말이 마지막일 듯싶다.‘자연의 일을 인간이 어떻게 정확하게 말할 수 있겠느냐.’는 김남표 원장은 9월12일까지 축제를 열고 싶은데 긴 장마와 태풍 때문에 다음 주를 넘기기 쉽지 않을 것 같다고 한다. 입장료는 성인 3000원. 어린이 2000원. 식물원 관람로를 따라 한바퀴 둘러보는 데 1시간30분∼2시간이면 넉넉하다. 식물원에서는 해바라기 다음으로 인기있는 것은 해바라기 산야초 비빔밥. 더덕, 당귀, 메밀 새싹 등에 밥과 고추장, 해바라기씨 기름을 넣고 비비면 매콤달콤한 비빔밥이 완성된다. 밥이 진짜 박으로 만든 바가지에 따로 나와 이색적이다.15년 묵은 된장으로 끓여낸 장국도 시원하다.7000원. 각종 산나물과 약초, 해바라기씨를 넣고 노릇노릇 붙인 산야초전도 별미.5000원. 이밖에도 동동주, 메밀전, 도토리묵 등과 간단한 식사를 할 수 있다. ■ “내년엔 유채바다 만들터” 누가 첩첩산중에 이렇게 광활한 해바라기밭을 만들었을까. 얼마나 해바라기를 좋아했으면 우리가 상상도 할 수 없는 일을 했을까. 고원자생식물원 김남표(41)원장이 직접 가꾸고 심었다. 인테리어 사업을 접고 5년전 고랭지 배추를 재배했다가 수지가 맞지 않자 친구와 함께 식물원을 차렸다. “뭐 큰 뜻이 있어서는 아니고요. 배추 농사보다 낫겠다 싶어 해바라기를 심은 것이 계기가 되었어요.” 머리는 길어 늘어뜨렸지만 검게 그을린 얼굴, 마디 굵은 손가락을 보면 고생했던 세월이 쉬 느껴진다. “식물원을 한다는 것이 어디 쉬운 일인가요. 일을 해도 끝이 없어요. 저기 보이는 언덕 돌담, 불과 1㎞도 안 되지만 혼자서 3개월을 고생한 끝에 만든 거예요. 처음에는 40㎏짜리 해바라기씨 10포대를 아주머니 30명이 열흘동안 심었어요.” 이 많은 해바라기는 어떻게 할까. 일단 해바라기씨를 전부 채취해서 기름도 짜고 다음해 심을 종자로 쓴다. 또 간단하게 음식도 만든다. 씨를 빼고는 모두 밭을 갈아 엎는다. 해바라기는 단년생으로 내년에 또 다시 씨를 뿌려야한다. 내년 봄에는 유채꽃 씨를 뿌려 다시 자생식물원을 노란 바다로 만들 작정이다. “뭐 사람이 산다는 것이 비슷하지 않겠습니까. 자신이 좋아하는 일을 하면서 다른 사람에게 희망과 웃음을 주면 그게 제일 아닌가요.”

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LS산전 이방욱 박사 세계 인명사전에 등재

이방욱(37) LS산전 전력연구소 박사가 세계 인명사전에 이름을 올렸다. 6일 LS산전에 따르면 이 박사는 오는 9월 미국 ‘후즈후’가 발행하는 세계적인 인명 사전인 ‘마르퀴스 후즈후’ 2006∼2007년판과 ‘마르퀴스 후즈후 아시아’ 2007년판에 동시 등재될 예정이다.1998년 한양대에서 전기공학 박사학위를 취득한 뒤,LS산전에 입사한 이 박사는 초전도 한류기 분야의 핵심기술에 대한 다수의 연구발표 및 특허 출원 등의 연구 업적을 인정받은 것으로 알려졌다. 초전도 한류기는 초전도의 장점을 응용해 기존 전력기기의 한계를 보완할 수 있는 핵심기술로 과학기술부 주관 21세기 프런티어 사업으로 추진 중이다. 이 박사는 “그동안 뒤처졌다고 평가받던 한국의 전기 분야 기술이 세계에서 핵심기술로 인정받아 기쁘다.”고 말했다.

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국내 첫 ‘중성자 반사율 측정장치’ 개발

국내 연구진이 고분자와 나노복합소자, 자기기억소자 등 다양한 분야의 박막(薄膜) 시료 표면구조 특성을 나노 단위까지 분석할 수 있는 ‘중성자 반사율 측정장치(Neutron Reflectometer)’ 기술을 개발했다. 한국원자력연구소 ‘하나로(HANARO)’ 이용기술 개발부 이정수 박사팀은 25일 중성자의 광학적 특성을 활용해 미세 박막의 특성을 측정하는 중성자 반사율 측정장치를 개발했다고 밝혔다. 중성자 반사율 측정장치는 1990년대 중반에 개념이 정립된 첨단기술로 미국과 영국, 프랑스, 일본 등 5∼6개 선진국들이 보유하고 있다. 연구팀은 기존의 비파괴 검사방식과 달리 중성자의 입자적 특성을 활용, 향후 나노기술(NT)과 생명공학(BT), 정보기술(IT) 등의 재료연구에 폭넓게 활용될 것이라고 기대했다. 이 박사는 “이번 측정장치는 에너지가 매우 낮은 중성자를 이용해 측정 시료에 손상을 주지 않는 만큼 반복적인 시료이용이 가능하다.”면서 “중성자가 투과력이 높고 그 자체가 하나의 자석이어서 분자 박막, 금속 박막, 유전체 박막, 자성 박막, 자성 반도체 박막 및 초전도체 박막 등 다양한 연구개발에 활용이 가능하다.”고 설명했다. 이영표기자 tomcat@seoul.co.kr

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核강국 일본의 核 ‘JAEA’가보니

일본은 원자력 산업의 대국이다. 핵무기 비보유국으로는 유일하게 산업재처리시설과 상업농축시설, 원자력발전소를 구비한 나라이다. 따라서 일본은 부인하고 있지만 핵무기를 만들 수 있는 기술과 원료(플루토늄)를 갖고 있는 핵기술 대국으로도 불린다. 일본의 원자력과 핵기술의 현 주소를 알아보기 위해 최근 일본 원자력의 발상지 이바라키현 도카이무라의 일본 원자력 연구개발기구(JAEA)를 둘러봤다. ｜도카이무라(일본 이바라키현) 이춘규특파원｜1999년 핵연료 가공회사인 JOC의 임계(臨界)사고 때 방사능 누출사고로 2명의 사망자가 발생한 이후 일본 원자력 연구개발기구 도카이연구소의 안전조치는 강화됐다. 현재 거대한 양자가속기가 건설되고 있다. 연구용 원자로, 핵사찰기술능력을 인정받은 고도환경분석연구동 등도 눈길을 끌었다. ●바닷가에 10리 터널공사 도카이연구소에서는 2008년 1차완공을 목표로 중성자 연구 분야를 포함한 세계 최첨단 시설 J-PARC(Japan Proton Accelerator Rese arch Complex·대 강도 양자가속시설) 건설이 진행되고 있다. 이 가속기는 앞으로 ‘세계최대·최강의 현미경’ 같은 기능을 하게 된다. 해안가 부지에서는 3.6㎞가량의 거대한 터널공사가 진행 중이다. 도카이연구소는 고에너지 가속기 연구기구와 공동으로 터널공사를 하고 있다. 지하 15m의 터널파기공사는 완성단계에 있다. 현재 공정률은 70%선이라는 게 J-PARC 나가미야 쇼지 소장의 설명이다. 이 가속기는 선형(線型)가속기라고 불리는 직선코스(약 330m)와 두 개의 원형가속기(둘레길이 350m와 1600m)를 연결,3단계로 가속한다. 이렇게 해서 광속과 거의 같은 속도까지 양자의 속도를 올린 뒤 금속의 원자핵에 충돌시켜 중성자를 포함한 다양한 입자를 발생시킨다. 입자들을 빔라인에서 일반 현미경의 빛을 대신해서 연구에 활용하는 것이다. 후지이 야스히코 양자빔응용연구부문 부부문장은 “23개의 빔에서 대학과 기업의 연구자를 포함한 연구자들이 산업이나 의료부분 등의 기초 및 응용연구를 하게 된다.”고 소개했다. 자동차엔진연소 모양을 관찰하고 싶은 자동차회사나 제약회사 등의 관심이 높다. 이 연구는 ▲고밀도반도체소자 발견(정보기술) ▲수소연료전지의 개발(환경기술) ▲고온초전도물질의 개발(수송·에너기기술) 등에 응용된다는 것이 후지이 부부문장의 설명이다. 암 등 난치병 극복을 위한 치료약 개발이나 초소형 의료기기 개발 등에도 이용된다. ●미국·일본의 연구개발경쟁 치열 일본의 가속기는 세계 최고 수준이라는 것이 나가미야 소장의 얘기다. 미국도 일본측과 거의 같은 규모로 테네시주에 ‘SNS’란 양자가속기를 건설하고 있다. 일본보다 1년쯤 빠르다. 미국과 일본은 가속기 건설 경쟁은 물론 원자력산업 관련 연구개발 경쟁을 치열하게 벌이고 있다. 도카이연구소는 우주생성의 비밀을 밝힐 수 있는 뉴트리노(중성 미자) 발생 실험 시설도 2004년부터 부지 내에 건설 중이다. 2000억엔(약 1조 7000억원)이 드는 뉴트리노 생성 실험시설은 당초 예정보다 3년 앞당겨 건설을 시작했다. 미국과 유럽 여러 나라의 연구 실적에 뒤지지 않기 위한 노력으로 풀이됐다. 뉴트리노는 우주생성의 비밀을 풀어줄 것으로 기대된다. 우주에 무수히 존재하지만 탐지가 어려운 유령 같은 입자로 알려졌다. 연구소는 또 사용후 핵연료(고수준 방사성폐기물)는 반감기가 길어 수만년간에 걸쳐 격리보관하도록 되어 있는 현실을 개선키 위해 ‘핵변환기술’을 이용한 반감기 단축 기술을 개발해 격리기간을 수백년으로 단축하는 계획도 진행, 세계의 이목을 끌고있다. ●핵사찰 기술도 보유한 핵강대국 일본은 원칙적으로 핵무기의 보유·제조·반입을 일절 하지 않는다는 비핵 3원칙을 1968년 선언, 지금까지 준수하고 있다고 강조한다.1995년 제정된 ‘원자력 기본법’에는 핵무기의 제조 및 보유금지가 규정돼 있다. 하지만 세계로부터 의혹의 시선을 받는다. 핵무기 제조 기술과 원료를 갖고 있다는 것이다.40t의 플루토튬을 보유한 데다 55기의 원자력발전소, 우라늄농축시설, 재처리공장, 고속증식로원형로(原型爐) ‘몬주’ 등이 있어 기술도 갖고 있는 것으로 비쳐진다. 이에 대해 일본 원자력 연구개발기구 구보 미노루 홍보부장 등은 “법에 정한 대로 우리는 핵무기 관련 기술을 개발하지도 않고 있다.”고 해명했다. 평화적 이용에만 전념하고 있다는 것이다. 핵의 파수꾼이라는 주장이다. 아울러 국제원자력기구(IAEA)의 사찰도 적극 받아 문제가 없다고 했다. 또 몰래 군사목적으로 핵을 이용한 의심이 있을 경우 1조분의1g의 우라늄이나 플루토늄까지 측정하는 ‘핵사찰기술’도 보유,2년 전 IAEA의 시료분석을 의뢰받기 시작했다.2005년 10월에는 관련시설인 ‘핵비확산 과학기술센터’를 설치했다. 세계적인 감시망도 두텁다고 한다. 세계에 170곳의 지진파측정소, 방사능측정소 80곳, 수중음향탐지소 11곳, 미세기압진동관측소 60곳 등을 통해 365일,24시간 국제감시체제가 가동 중이기 때문에 새로운 핵보유 움직임이 철저히 감시된다는 것이다. 일본 내에도 10곳에 관련시설이 있다. 아울러 도카이연구소 등 원자력 관련 연구시설을 해외의 연구자들에게도 개방, 세계에 열린 연구거점임을 강조하고 있다. 실제 일본 원자력 연구개발기구 도카이연구소의 환경·원자력 미량연구그룹의 한국 출신 이치규(재료공학) 박사는 4년째 연구원으로 활동 중이다. 이 박사는 “한국인 연구원이 한, 두 명 더 있는 것으로 안다.”면서 “원자력연구는 장치산업으로 돈과 아이디어가 중요한데 이 연구소는 세계최고 수준”이라고 평가했다. taein@seoul.co.kr ■ 나가미야 JAEA 시설소장 인터뷰 ｜도카이무라(일본 이바라키현) 이춘규특파원｜대형 양자가속시설인 J-PARC(대 강도 양자가속시설)센터의 나가미야 쇼지 소장은 기자회견을 통해 “10년 뒤에는 본격적인 성과가 나오도록 노력하고 있다.”고 앞으로의 사업목표에 대해 설명했다. ▶거대한 투자사업인데 성과는. -J-PARC 전체는 순수과학이 많다. 경제적 성과는 당장은 적다. 하지만 중성자를 이용하는 과학은 산업계에 혜택을 가져다 줄 것이다. 신산업도 창조될 것으로 보인다. 경제효과는 지금 즉시 나오는 것은 아니다. ▶안전문제는 없는가. -1999년의 임계사고 뒤 안전조치가 매우 강화했다. 주민들은 당초에는 연구시설들에 대해 반대가 없었으나 그 사고가 있은 뒤로는 반대운동이 일고 있다. 하지만 현재로서는 안전문제에 큰 문제가 없다. ▶이 지역은 지진이 많은데. -규모 4∼5까지는 이 시설들이 안전하다. 거대 지진이 오면 시설안전이 위협받을 수 있다. 일본 어느 지역도 마찬가지다. 이 연구소는 해안가에 있기 때문에 거대한 쓰나미가 오는 것이 무엇보다 우려된다.(이에 대해 다른 관계자는 도카이무라에는 역대로 거대 쓰나미가 온 적이 없고, 만(灣)의 안쪽에 위치한 지역의 특성상 10m급의 거대 쓰나미는 올 가능성이 낮다고 부연설명했다.) ▶한국과도 협력하는가. -그렇다. 이곳의 연구팀과 한국의 연구팀(서울대)은 중성미자 검출실험을 공동으로 실시한다. ▶왜 이곳에 연구소가 설치됐나. -후지산의 산록 등지와 경합이 있었으나 이바라키현 도카이무라에 들어섰다. 도쿄에서 가까운 점 등이 작용한 것으로 보인다. 그리고 쓰쿠바 학습도시와도 가깝지 않은가. ▶이 연구소의 또다른 지향점은. -(이하는 배석자들도 보충해서 설명)차세대의 에너지 연구다. 에너지원 개발이다. 석유나 우라늄 등은 매장이 한정돼 있다. 고갈될 수 있다. 그 이후 상황에 대비, 새로운 에너지원을 이 연구소에서 개발하려고 한다. ▶제약산업 발달이 기대된다고 하는데 외국의 제약회사들도 관심이 있는가. -직접 파악은 못했다. 많은 해외기업들이 우리 연구 진행에 주목하고 있을 것이다. 일본 기업들의 관심도 갈수록 높아지고 있다. ▶기업들이 이용할 경우 비용 징수는. -현재 연구시설을 이용할 기업들에 비용을 물리는 방법에 대해서 정해진 원칙이 없다. 여러 관계자들과 상담, 정하려고 한다. 현재는 이바라키현 관내 기업들이 이용하고 있다. 앞으로는 국내, 해외의 기구, 연구자에게도 개방된다. ▶일반인이나 외국인의 시찰은. -다른 나라도 마찬가지지만 연구시설은 상당한 보안이 필요하다. 이 연구소는 안전문제도 있다. 따라서 (허가 등의)제약이 있다. 외국인 시찰은 매우 적은 편이다. ▶예산은 어떻게 조달되나. -최근 국립연구소들의 법인화가 거의 끝났는데 일본 원자력 연구개발기구도 독립행정법인이 됐다. 하지만 예산은 국가에서 나온다. 다만 철저히 감독된다.(국가기관에)연구계획서를 제출, 진척 상황도 보고하고 점검받는다. taein@seoul.co.kr ■ 한해 예산 2조원 육박 일본원자력 연구개발기구는 지난해 10월 ‘일본원자력연구소(1956년 설립)’와 ‘핵연료사이클기구(1998년)’를 통합, 발족했다. 직원은 4386명이다. 박사만도 700여명이다.2005년도 예산은 2094억엔(약 1조 8000억원)으로 방대하다. 원자력산업의 발상지인 도카이무라와 아오모리·기후현, 간사이지방 등 일본 전국 10개 지구에 연구개발거점들이 산재해 있다. 주력은 도카이무라다.3개의 연구소가 있는 이바라키현에 3300여명의 연구인력이 집중돼 있다. 그 중에서도 2500여명이 도카이무라의 각종 연구시설들에 집중 배치돼 있다.

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中 ‘인공태양’ 1차시험 성공

중국이 세계 최초로 개발한 인공 태양의 1차 성능 시험이 성공적으로 마무리됐다고 신화통신이 23일 보도했다. ‘초전도 토카막 EAST 핵융합 실험장치’라는 긴 이름의 이 인공 태양은 중국 과학원 플라스마 물리 연구소가 2000년 10월 연구에 착수해 5년여 만에 개발, 완성단계에 이르렀다. 연구팀은 가장 큰 관심사인 저온 상태의 성능 테스트와 자성체 전류 통과 측정 등에서 기대했던 결과를 얻어 연내 국가 검정 통과와 정식 운행에 청신호가 켜졌다고 밝혔다. 이번 시험에서 최장 전류통과 시간 5000초, 최대 전류량 8200암페어, 장치 중심의 자기장 강도 2테슬라(자속 밀도의 단위) 등을 기록했다고 연구팀은 전했다.한 관계자는 성능 시험에서 몇 가지 개선해야 할 문제점도 드러났지만 공정에는 차질없이 해결될 것으로 믿는다고 말했다. 모두 3억위안이 투입된 EAST 공정은 중국 정부가 제9차 경제개발 5개년 계획(1996∼2000년)의 주요 프로젝트 가운데 하나로 채택, 러시아로부터 이전받은 고온 플라스마 발생 장치인 토카막을 활용한 핵융합 연구 개발 사업이다. 이 장치는 태양이 수십억년 동안 계속 빛과 열을 내는 원리를 이용했다고 해서 인공 태양으로 불리며 중국은 토카막을 개량해 세계적인 수준의 HT-7U을 완성, 핵융합 연구의 선두에 올라섰다.베이징 연합뉴스

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[2006 정국 핫코너] (4) 불붙는 한나라 대선전

상반기엔 은은한 ‘달빛 경쟁’,7월 이후엔 뜨거운 ‘햇빛 레이스’? 대선을 한 해 앞둔 올해 정치권에선 대권 경쟁이 급물살을 탈 전망이다. 이로 인한 소용돌이는 여당은 물론 한나라당에도 몰아칠 전망이다. 바뀐 당헌·당규에 따라 한나라당은 7월 초 전당대회를 열고 당권·대권을 분리한다. 대선 주자들은 상임고문이 되고 관리형 당 대표를 선출한다. 박근혜 대표, 이명박 서울시장, 손학규 경기지사와 강재섭 전 원내대표 등 ‘4룡’이 ‘계급장’을 떼고 치열한 대권 레이스를 펼칠 것으로 보인다. ●전대 전:중립 유지 속 촉각 7월 전대 이전에도 치열한 신경전이 예상된다. 특히 박 대표와 이 시장은 전초전도 치른다. 무대는 5월31일 지방선거, 특히 서울시장 선거다. 본인들의 거듭된 부인에도 불구, 서울시장 경선이 친박(親朴, 친 박근혜)성향인 맹형규 의원과 친 이명박 인사인 홍준표 의원의 2강 구도를 형성, 대권경쟁의 ‘오픈 게임’이 될 가능성이 높다는 게 당 안팎의 시각이다. 겉으로는 모두 ‘중립’을 표방하지만 내심 결과에 촉각을 곤두세우고 있다. ●전대 후:계급장 떼고 격돌 박근혜 대표는 공·사석에서 “대표 재임 중에는 대권주자로서의 실리를 추구하지 않겠다.”며 계파도 만들지 않았다. 그러나 전대 이후 ‘자유의 몸’이 되면 적극적으로 대권경쟁에 가세할 것이 자명하다. 대권 후보로서 정책과 비전을 내놓고 국민에게 다가선다는 전략이다. 대중적 지지와 충청·호남지역에서의 강세를 이어가면서 취약층인 여론주도층 공략에 주력할 것으로 보인다. 원내외 인사들과 접촉 빈도도 늘릴 것으로 예상된다. 이명박 서울시장은 ‘청계천 후광’을 이을 ‘카드 찾기’에 부심하고 있다. 한 일간지와의 인터뷰에서 밝힌 ‘내륙운하’ 건설과 같은 국가적 차원의 거대 프로젝트를 제시하면서 대권주자로서의 이미지를 각인시킨다는 계획이다. 퇴임 이후 서울시청에 합류한 인사들을 중심으로 경선 캠프를 구축할 계획이다. 당 고문이 되더라도 당무에는 관여하지 않고 지방·해외 지도자를 접촉하면서 외연을 넓히다가 연말께 구체적으로 경선 레이스에 박차를 가한다는 복안이다. 손학규 지사는 핵심 측근을 중심으로 캠프를 꾸린 뒤 ‘대한민국을 땀으로 적신다’는 캐치프레이즈에 걸맞게 전국의 민생현장을 탐방할 계획이다. 또 의원직이 없어 정치적 메시지를 전할 기회가 적다는 한계를 극복하려고 전국 순회 강연에 주력할 예정이다. 강재섭 전 원내대표도 일부 관측과는 달리 당권으로 선회하지 않고 대권에 ‘올인’할 계획이다.3월 연세대 특강을 신호탄으로 ‘현장 정치’에 주력할 예정이다.4월께는 ‘발상의 전환’ 등을 주제로 평소 생각을 담은 책도 내놓을 계획이다. 이종수기자 vielee@seoul.co.kr

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새해 다시 떠오를 한국과학의 희망

‘한국의 노벨상’으로 불리는 한국과학상의 올해 수상자로 수학 분야에 서울대 수리과학부 강석진(44) 교수, 물리학 분야에 포항공대 물리학과 이성익(53) 교수, 화학분야에 연세대 화학과 김동호(49) 교수, 생명과학분야에 포항공대 생명과학과 남홍길(49) 교수가 각각 선정됐다. 과학기술부와 한국과학재단은 5일 서울 역삼동 한국과학기술회관 국제회의장에서 열린 ‘2006년 과학기술인 신년인사회’에서 강 교수 등 4명에게 ‘제10회 한국과학상’을 수여했다. 강 교수는 ‘Young Wall’이란 독창적인 모델을 고안해 현대수학의 핵심 연구과제인 ‘양자군(Quantum Group)’의 성질을 규명한 성과가 높은 평가를 받았다. 이 교수는 새로운 초전도체 개발 및 초전도의 새로운 개념을 확립한 공로를, 김 교수는 인공 생리활성 분자계의 에너지 및 전자전달 현상을 규명한 업적을 각각 인정받았다.남 교수는 식물이 빛의 양과 밤낮의 길이 변화를 인식하고 이에 적응하는 기작에 대한 분자 수준을 해명해낸 성과를 인정받았다. 수상자에게는 대통령 상장과 함께 5000만원씩의 포상금이 지급됐다. 시상식에서는 또 ‘제9회 젊은 과학자상’ 수상자로 서울대 전기·컴퓨터공학부 권용우(40) 부교수와 서울대 기계항공공학부 이정훈(39) 조교수, 포항공대 환경공학부 최원용(40) 부교수 등 3명이 선정됐다.권 교수는 밀리미터파 집적 시스템 연구, 이정훈 조교수는 나노/마이크로 융합기술 개발, 최 교수는 광촉매의 환경 응용 및 물리화학적 환경연구에서 뛰어난 성과를 인정받았다.이영표기자 tomcat@seoul.co.kr

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크기 3분의1·송전량 5배 초전도 전력케이블 개발

기존 전력 케이블보다 크기가 3분의 1이나 작으면서 5배 이상의 전력을 흘려 보낼 수 있는 ‘고온 초전도 전력 케이블’이 순수 국내 기술로 개발됐다. 한국전기연구원 조전욱 박사팀은 LS전선㈜과 공동연구를 통해 22.9㎸,50㎹A급 고온 초전도 케이블을 개발하고 1년간의 장기 실증실험에 성공했다고 13일 밝혔다. 이 기술은 직경 15㎝의 파이프 안에 3가닥의 고온 초전도 케이블을 삽입한 ‘3상 일체형’으로 일본 도쿄전력에 이어 세계 두번째로 개발됐다. 연구팀은 고온 초전도 케이블의 상태를 감시·제어할 수 있는 웹 기반의 무인 운전기술도 함께 개발했다. 고온 초전도 케이블이 상용화되면 22.9㎸의 낮은 전압으로 대용량의 송전이 가능해진다. 이 때문에 도심에 초고압 변전소를 설치할 필요가 없어 송전비용을 크게 줄일 수 있게 된다. 조 박사는 “초전도 케이블을 설치할 경우 케이블 관로의 직경을 60%정도 작게 할 수 있고,22.9㎸의 낮은 전압으로도 송전용량을 2∼4배 가량 늘릴 수 있다.”고 밝혔다. 이어 “도심 변전소 생략 등으로 30년간 32조 7000억원의 설비감소 효과와 6조 7000억원의 경제적 이득을 얻을 수 있을 것으로 전망된다.”고 덧붙였다. 이 기술은 전기저항이 없는 초전도체의 특성으로 인해 송전과정에서 에너지 손실도 크게 줄일 수 있다. 이에 따라 에너지 이용 효율을 극대화하고 이산화탄소 감축비용 절감과 온실가스 억제 등 환경개선에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

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[이사람] ‘절연체에 전류 흐른다’ 첫 규명 ETRI 김현탁 박사

3월25일은 ‘발견의 날’이다. 누가 정한 것은 아니지만 한국전자통신연구원(ETRI)의 김현탁(47) 박사팀은 적어도 그렇게 여기고 있다. 올들어 세해째 조촐한 기념행사로 떡을 해서 다른 연구원들과 나눠 먹었다.2003년 이날 ‘모트 금속-절연체 전이(MIT)현상’을 세계 최초로 규명하고 실험에 성공한 것을 자축하는 자리다. 그도 그럴 것이 1977년도 노벨 물리학상 수상자인 영국 이론물리학자 네빌 모트(작고)가 49년 MIT현상을 예견했으나 아무도 56년간 증명하지 못했던 물리학의 난제를 풀었기 때문이다. 그래서 ‘노벨상 감’이란 찬사가 나왔다. ●치열한 국제경쟁 김 박사는 “그날 밤 늦게였는데 실험에 성공하는 순간, 번개를 맞은 듯 온 몸에 전율이 흘렀다.”며 “세계 최초임을 알리기 위해 가장 먼저 인터넷에 띄웠다.”고 돌이켰다. 논문 출판 시간을 줄이기 위해서였다. 인터넷에 올린 다음날 물리학분야 인용지수 2위인 영국의 ‘저널(New Journal of Physics)’이 실험 논문을 요청해와 보내줬다. 저널은 10개월간의 심사와 치열한 논쟁을 거쳐 지난해 5월 그의 논문을 게재했다. 또 응용물리학 1위인 미국의 ‘레터(Applied Physics Letter)’는 지난 6월에 실었다. 이 분야는 연구 경쟁이 세계적으로 무척 치열하다. 스웨덴 왕립기술연구소는 지난 1월, 일본 와세다대학은 지난 3월에 각각 MIT현상 규명을 발표했다. 김 박사팀이 실험에 성공하고도 논문발표에 늦었다면 2등으로 처질 뻔했다. 이렇듯 경쟁이 치열한 이유는 전기와 디지털이 쓰이는 곳은 다 쓰일 수 있기 때문이다. 현재의 반도체 부피를 엄청나게 줄일 수 있다. 김 박사의 개가는 하루 아침에 이루어진 것이 아니다.92년 일본의 국립대학인 쓰쿠바(筑波)대에서 박사과정을 시작하면서 비롯됐다. 이후 논문까지 10년이 걸렸다. 하루 댓시간밖에 자지 않고, 주말을 반납한 덕분이다. 실험을 앞둔 날은 머리를 맑게 하기 위해 일찍 잤다. 주위에선 이런 그를 두고 “미쳤다.”고도 했다. ●MIT는 번개와 비슷한 현상 언론 보도로 들뜰 만한 지난 2일 오후 늦게 연구실에서 테스트 중이던 김 박사를 잠깐 만났다. 김 박사의 연구결과는 해외에서는 수차례 논문이 게재됐지만 국제 특허 출원과 설명 자료를 준비하는 시간이 오래 걸려 국내 발표는 지난 1일에야 이뤄졌다. 그는 “인터뷰하는 것이 물리학 연구보다 훨씬 어렵다.”며 자리에 앉았다. 쉽게 설명해 달라는 요구에 그는 “MIT 현상은 자연에선 번개와 비슷하다.”고 말했다.“하늘에서 번개가 생겨나면 전기가 통하지 않는 절연체인 대기층을 통과해 전기가 통하는 인간이 맞게 되는 것이죠. 이것을 엄청나게 작게 축소해서 실험한 것이지요.” 전자공학을 전공한 임주환 ETRI 원장은 “김 박사로부터 10시간 넘게 설명을 듣고서야 비로소 이해가 됐다.”고 말했다. ●가난한 광부의 맏아들 김현탁은 58년 강원도 삼척시 도계에서 6남매 중 셋째이자 장남으로 태어나 여섯살까지 살았다. 광부였던 아버지 김완규(작고)씨의 건강이 나빠져 외가 동네인 경북 포항시로 이사를 왔다. 포항초등학교 2학년 때인 아홉살에 아버지가 돌아가시자 어머니 안판례(작고)씨가 군밤장사, 떡장사 등의 행상을 하며 6남매를 뒷바라지했다. 어린 그도 어머니를 도왔다. 그는 “차 안에서 닥치는 대로 물건을 팔면서도 ‘다음에 커서 장사는 절대로 안 하겠다.’고 다짐했지요.”라며 기억을 더듬었다. 이후 포항 동지상고로 진학했다. 가족들은 장남인 그가 그 집안을 일으켜 세울 수 있는 은행원이 되기를 바랐다. 은행원은 당시 상고생들에겐 선망의 대상이었다. 그러나 그는 “훌륭한 사람이 되고 싶었습니다. 은행에 취직하기 싫습니다.”라며 가족들의 반대에도 불구하고 등록금이 싸다는 이유로 국립대학을 결정했다. 여기서 물리학자가 되고 싶다는 꿈을 키웠다. 72년도 노벨물리학상 수상자인 레온 쿠퍼 교수가 79년 이휘소 박사의 기념강연을 위해 서울대를 방문하자 대학 2학년이던 그는 이를 듣기 위해 부산에서 서울로 달려갈 정도로 물리학에 심취해 있었다.“내용을 알아듣지는 못했지만 대학자에게 흠뻑 빠져 있었든 거죠. 기억나는 말이라곤 ‘슈퍼세미컨덕터(반도체)’뿐입니다.” 자연과학도인 김 박사는 딱딱할 것 같지만 은근히 낭만적인 데도 있다. 대학시절 부인 이은희(원자력연구소 책임연구원)씨를 만났다.“도서관에서 자리잡아주면서 서로 공부를 독려한 캠퍼스 커플이죠.” 서울대 대학원에서 고체물리학 석사를 받았다. 이때 몸이 약해 허파꽈리가 터져 군 면제 판정을 받았다.‘먹고 살기 위해’ 84년 한국타이어 기술연구소와 시스템베이스를 다녔다. 학문에서 떠난 8년간의 외도(外道)였다. ●연구실에서 산 유학시절 직장을 다니던 중에도 그는 ‘훌륭한 물리학자가 되겠다.’는 열망이 수그러지지 않았다.34세인 92년 일본 유학을 결심, 노벨상 수상자 3명을 배출한 쓰쿠바대로 갔다. 공부에 방해가 될까싶어 부인은 데려가지 않았다.“제대로 공부하지 않으면 영원히 기회가 안 올지도 모른다.”며 그는 오전 6시부터 밤 12시까지 연구실에서 살았다. 연구실 최고령 학생인 그는 3년만에 전자재료 및 박막제조에 관한 논문으로 박사학위를 땄다. 그리곤 바로 교수(文部敎官)로 학생들을 가르쳤다. 학생에서 교수로 신분이 바로 바뀌었다.40세인 98년 귀국,ETRI에 책임연구원으로 들어왔다. 이후 그는 국책연구과제를 수행하면서도 해마다 한 편의 논문을 썼다. ●그래도 연구에 매진하고파 물리학계의 화두는 68년 발견된 고온초전도현상이다. 이를 규명하려면 MIT현상을 먼저 해결해야 한다. 그도 실험할 때마다 전하(물체의 전기 양)는 1,2처럼 정수인데 1/2,1/3처럼 분수를 띠고 있었다. 몇년째 고민 중이던 2001년 어느날 그는 대전 엑스포공원에서 연구실까지 산책하다가 ‘분수전하’라는 영감을 받았고, 이는 측정 때문이라는 ‘측정효과’라는 개념을 더했다. 그의 독창적인 아이디어다. 김 박사는 “물리학은 창조적으로 발상하고 생각하는 학문”이라며 “자나깨나 이것만 생각했다.”고 말했다. “위에선 MIT트랜지스터를 상용화하는 것을 주문하지만 제 꿈은 고온초전도 현상의 메커니즘을 규명하는 것입니다.” 연구를 계속 고집하는 김 박사, 현재의 ‘돈 안되는 이공계 기피현상’은 곱씹어볼 만한 대목이다. 대전 이기철기자 chuli@seoul.co.kr 사진 안주영기자 jya@seoul.co.kr ■ ETRI는 어떤 곳 ETRI는 일반 사람들에게 의외로 잘 알려져 있지 않다. 그러나 우리가 흔히 쓰는 휴대전화의 원천기술인 CDMA를 상용화한 연구기관이다. 이를 돈으로 환산하면 66조 36억원으로 이는 CDMA 개발비 2223억원의 297배에 이른다. 국가경제 기여도는 204조 8000억원에 이르는 것으로 조사됐다. 지난 76년 설립된 ETRI는 과학기술부 산하 산업기술연구회 소관이다.1800명의 직원 가운데 석·박사급이 1600명을 차지하는 고급 두뇌집단으로 정보·통신·전기 분야의 최고급 국책 연구기관이다. 그동안 국제특허 3000여건을 비롯해 1만 5000여건의 특허를 냈다.1386건의 기술을 2700여 기업에 이전해 줬다. 우리나라를 IT 강국으로 이끄는 ‘기술의 젖줄’이라고 할 수 있다.ETRI가 요즘 연구중인 것으론 지능형 서비스로봇, 홈네트워크, 텔레매틱스, 차세대 이동통신, 차세대 PC, 디지털TV·방송, 디지털 콘텐츠 등이다. 최근엔 특히 개발된 기술을 상용화하는 데도 관심이 높다. ■ 그가 걸어온 길 ▲1958년 7월 강원도 삼척 도계 출생 ▲78년 경북 포항 동지상고 졸업 ▲82년 부산대 물리학과 졸업 ▲84년 서울대 물리학과 석사 ▲85년 한국타이어㈜ 연구원 ▲92년 시스템베어스㈜ 개발부장 ▲95년 일본 쓰쿠바대 공학연구과 공학박사 ▲98년 일본 쓰쿠바대 물리공학계 교수 ▲2005년 ETRI 책임연구원(현) ▲한국·미국·일본 물리학회원(현), 세계 3대 인명사전인 미국 마르퀴스 후스후(03∼05년), 미국인명연구소(ABI·02∼05년), 영국국제인명센터(IBC·02∼03) 등에 등재됐으며,IBC 2003년판에는 그의 전기가 기록돼 있다.

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“10여년간 연구 몰입… 16개 특허 출원”

한국전자통신연구원(ETRI) 김현탁 박사는 1일 정보통신부에서 있은 브리핑에서 “물리학계에 오랜 숙제를 풀기 위해 10여년간 연구에 몰입했다.”면서 “앞으로 이 이론을 응용한 상용화 분야에 힘쓸 것”이라고 밝혔다. ▶이번 연구의 의의는.-노벨 물리학상 수상자인 영국 케임브리지대 모트 교수가 1949년 ‘MIT 현상’을 처음 제기했다.56년 만에 물리학계에서 숙제를 풀었다는 데 의의가 있다.▶응용 분야는.-고온 초전도현상이나 반도체의 자기저항 현상 등의 메커니즘을 규명하는 데 실마리를 제공할 것이다. 응용 제품으로는 금속을 제어할 수 있는 트랜지스터, 차세대 비휘발성 메모리, 금속 태양전지, 통신용 광게이트, 디스플레이 등의 분야에 걸쳐 다양하다.▶향후 계획은.-MIT 기술을 기반으로 ’금속-절연체 전이현상’을 일으키는 새로운 ‘모트 트랜지스터’도 세계 최초로 개발했다.MIT 메커니즘이 공개된 만큼 국제 경쟁에서 낙오되지 않도록 트랜지스터를 기반으로 한 MIT 응용연구에 몰두할 계획이다.이기철기자 chuli@seoul.co.kr●김현탁 박사는 한국전자통신연구원(ETRI) 김현탁 박사는 20년간 ‘물리학 외길’을 걸어왔다. 지난 1992년 일본 쓰쿠바(筑波大)대에서 박사 과정을 밟던 중 전하 밀도의 불안정성을 발견, 금속과 절연체간 전이를 가능하게 할 수 있을 것으로 보고 연구에 착수했다.98년에 ETRI 기반기술연구소에 연구실을 마련, 연구원 4명과 함께 모트 절연체 연구에 착수, 완성판을 내놓았다.김 박사는 82년 부산대 물리학과를 졸업, 서울대 자연대학원 물리학과를 거쳐 92년 일본으로 건너가 쓰쿠바대에서 공학박사 학위를 받았다. 국내외 저명 저널에 약 24편의 논문을 실었다.

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한국등 6국, 발전시설 프로젝트 참여

우리나라가 지구상에 ‘인공 태양’을 만드는 데 앞장서고 있다. 태양의 핵융합 원리를 적용한 차세대 원자력 발전이 바로 그것이다. 기존의 원자력 발전이 핵분열을 이용, 방사능 누출 등의 위협이 존재하는 반면 핵융합 발전은 환경오염이나 자원고갈의 우려가 거의 없는 무한 청정 에너지에 가깝다. ●핵융합 발전은 무한 청정 에너지 원자력 에너지는 원자핵이 합쳐지거나 붕괴되는 두가지 반응에 의해 얻을 수 있다. 이중 핵분열은 우라늄(U-235)같은 무거운 원자핵에 외부의 중성자가 부딪치면 두개 이상으로 쪼개지는 성질을 이용한 것이다. 이 과정에서 없어진 질량이 에너지로 전환된다. 핵분열 반응을 연쇄적으로 일으키면 원자 폭탄이며, 폭발에 이르지 못하게 제어한 것이 기존의 원자력 발전이다. 핵융합은 핵분열과 상반되는 물리적 현상이다. 수소와 같은 가벼운 원소들의 핵이 서로 결합해 헬륨처럼 좀 더 무거운 원소를 형성하게 되며, 이때 에너지가 나오게 된다. 핵융합 반응을 연쇄적으로 일으켜 폭발을 유도하면 수소폭탄, 원자력 발전처럼 이를 제어한 것이 핵융합 발전이다. 핵융합 반응을 이용한 수소폭탄은 핵분열 반응을 활용한 원자폭탄보다 수백, 수천배의 위력을 가졌다고 한다. 이처럼 핵융합 반응에 의해 막대한 에너지가 발생된다는 사실은 이미 태양을 통해 입증됐다. 태양에서는 수소 원자 4개가 합쳐져 1개의 헬륨을 만드는데, 매초 7억t의 수소가 헬륨으로 변환되고 있다. 이 과정에서 태양은 초당 4조W의 100조배에 달하는 에너지를 방출하고 있다. 이는 현재 지구상 모든 발전소들이 동시에 생산가능한 총 발전용량보다 1조배 이상 많은 양이다. 태양은 지난 45억년간 절반가량이 헬륨으로 바뀌었지만, 앞으로도 50억년간 핵융합 반응을 통해 에너지를 공급할 수 있다. 한국원자력연구소 오병훈 박사는 13일 “핵융합 발전은 자연에 대규모로 존재하는 수소를 이용하며 현재의 핵분열 발전과는 달리 에너지 생성과정에서 방사능 및 유해물질을 거의 생산하지 않는다.”면서 “또 화석연료 고갈에 대비한 대체에너지로 언급되는 태양력과 풍력 등 자연에너지는 효율이 낮은 반면 핵융합 에너지는 고효율 대용량 에너지원이 될 수 있다.”고 설명했다. ●수소는 휘발유의 1000만배 효율 핵융합 반응의 연료는 수소의 동위원소인 중수소와 삼중수소이다. 수소에 중성자 1개가 더 결합된 중수소는 바닷물 1ℓ에 약 0.03g이 존재할 만큼 풍부하다. 이는 300ℓ의 휘발유와 동일한 에너지를 만들 수 있는 양이다. 삼중수소 역시 지각이나 바닷물 등에 다량함유된 리튬을 핵융합로 안에서 핵변환시켜 얻을 수 있다. 예를 들어 200g의 중수소와 300g의 삼중수소만 있으면 100만㎾급 핵융합 발전소를 하루 동안 가동시킬 수 있다. 또 20t의 석탄이 탈 때 발생하는 에너지를 1.5㎏의 핵분열 연료로 생성할 수 있으며, 핵융합의 경우 60g의 연료만 있으면 된다. 그러나 중수소와 삼중수소의 원자핵을 서로 합치려면 1억도 이상의 고온이 필요하다. 현재 이같은 고온상태를 만드는 다양한 방법은 개발됐지만, 문제는 이 온도까지 올라가면 중수소와 삼중수소가 고체·액체·기체가 아닌 제4의 물질상태인 플라스마가 된다는 데 있다. 이처럼 뜨겁고 불안정한 플라스마를 가두어놓을 물질이 지구상에는 없기 때문에 자기력선을 활용하려는 연구가 진행되고 있다. 이같은 원리를 이용, 지난 1968년 러시아(옛 소련)에서 처음으로 초고온 플라스마를 100분의 1초 이상 가두는 ‘토카막’ 장치를 개발했다. 지금은 플라스마를 수십초 동안 가둘 수 있다. 우리나라의 경우 세계 최초로 초전도자석을 적용한 토카막형 장치인 차세대초전도 핵융합연구장치(KSTAR)를 오는 2007년 8월 준공할 계획이다. 특히 이 장치는 우수성을 인정받아 국제핵융합실험로(ITER)의 시험용 설비로 유력하게 검토되고 있다. 우리나라와 유럽연합(EU), 미국, 일본, 중국, 러시아 등 6개국이 참여하고 있는 ITER 프로젝트는 500㎿급 핵융합 발전을 목표로 하고 있다. 지난 1988년부터 시작돼 지난해까지 공학설계 및 기반기술 개발이 완료됐으며 지난달에는 ITER 건설부지로 프랑스 카다라시가 선정됐다. 올해에 장치 건설에 착수, 오는 2015년 완공할 계획이다. 오 박사는 “핵융합 발전이 상용화되려면 투입된 에너지보다 생산된 에너지가 20배 이상 많아야 하는데 현재는 같은 수준”이라면서 “ITER 프로젝트에서는 이같은 에너지 증폭률을 10 이상으로 높일 계획이며 핵융합 발전의 물리적, 공학적 문제점 등도 검증해나갈 계획”이라고 말했다. 장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

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[2030년 한국의 미래상] 로봇과 말동무…바캉스는 우주호텔에서

오는 2011년 우리나라는 40억t의 물이 부족하고,2026년에는 우리나라 인구 4600만명 가운데 노령인구 비율이 20%에 육박하는 ‘초고령 사회’로 진입할 전망이다. 에너지 수요는 향후 30년간 매년 2.3%씩 증가, 온실가스 배출량도 늘어 2100년쯤엔 한반도의 기온이 지금보다 섭씨 2도 상승해 극심한 환경변화에 직면할 것으로 보인다. 정부가 총 8개 분야로 구성된 ‘과학기술 예측조사’를 17일 제시한 것은 이같은 문제를 해결하기 위해서다. 이는 ‘주어지는’ 것이 아닌 ‘선택할 수 있는’ 미래의 모습을 총망라하고 있어 우리의 일상생활에 변화의 바람을 몰고 올 것으로 기대된다.2030년 한국의 모습을 가상해 본다. ●우주·지구 2018년 곤충이나 새처럼 나는 소형비행체가 개발되고,100m급 혜성과 소행성 등 지구접근 천체를 탐사하는 기술이 실용화된다.2019년엔 디지털화된 전지구의 기상자료를 분석,‘빗나가지 않는’ 기상예보가 이뤄진다. 또 2022년에는 소음이 거의 없고 활주로가 필요없는 ‘회전익기’가 상용화돼 도심 하늘을 자유롭게 날아다니게 된다. 이어 2024년에는 지구궤도 또는 달에 우주태양광발전소를 건설해 지구로 에너지를 보내는 기술이 실용화된다. 특히 2025년에는 우리 기술로 자체 제작한 우주선을 타고 우주관광에 나설 수 있고 달이나 우주에 건설될 우주호텔이나 우주도시로의 우주관광상품도 등장한다.2027년엔 자원개발, 우주탐사 등의 기능을 수행할 국제공동 달(月)기지 및 우주공장이 개발된다. ●식량·생물자원 오는 2009년 식품의 신선도를 유지할 수 있는 동결 및 해동기술이 실용화되고 식품의 안전성 유지를 위한 저비용 저장·유통·관리기술도 보급된다. 2012년에는 농수산물 검역, 변별을 위해 손바닥 크기의 DNA칩이 개발된다.2013년에는 생물자원의 장·단기 보존기술이 실용화된 데 이어 2014년엔 해로운 해양 외래종이 국내로 유입되는 것을 탐색하고 막을 수 있는 기술이 개발된다.2016년에는 인체에 무해한 질병퇴치 천연물질과 미생물을 활용한 농약 등도 보급된다. 게다가 2017년에는 사람의 대체장기를 생산하기 위한 동물을 맞춤생산할 수 있는 대량사육기술이 실용화된다. 또 2022년에는 식물처럼 광합성을 할 수 있는 동물도 개발될 것으로 예측됐다. ●정보·지구 먼저 2009년 가상현실 및 네트워크를 활용한 게임이 보급된다. 2011년에는 투명한 유리 형태의 디스플레이가,2012년엔 자연스러운 방식으로 자동 신원확인이 가능한 시스템이,2013년엔 환경오염 요인을 분석해 생태계를 관리하는 시스템이 각각 등장하게 된다.2014년에는 노인 및 장애인을 위한 지능형 로봇, 원하는 목적지를 입력하면 자동으로 목표 지점까지 운전이 가능한 자동운전시스템 등도 갖춰진다. 이어 대화 상대방의 언어를 통역하면서 표정을 간접적으로 나타내주는 통역 및 이미지 투사기술이 2015년 개발된다. 오감을 표현·전달할 수 있는 기술은 2016년, 자연스러운 대화가 가능한 로봇은 2018년 상용화된다. 원격으로 진료를 받을 수 있는 시스템은 2019년에 보급된다. ●생명·건강 원스톱 의료 서비스가 2012년 실현된다. 2013년에는 암을 조기에 진단할 수 있는 기술이 개발되고 집에서 질병을 진단하고 치료할 수 있는 재택의료시스템도 보급된다. 이듬해에는 난치병, 성인병 환자의 국가적인 통합관리시스템이 갖춰진다. 범세계적으로 발생한 급성 바이러스와 박테리아에 대처할 수 있는 방어시스템은 2015년쯤 가능해진다. 이어 2016년에는 고혈압과 당뇨병의 발생원인이 규명돼, 이들 질병 치료의 전기를 마련할 것으로 보이며 생명정보학을 이용한 질병예측시스템도 2017년 실용화된다. 생체시계를 이용한 노화방지 메커니즘은 2020년 규명될 전망이다. ●소재·생산 2011년 발광층이 유기물질로 이루어진 대형 접이식(flexible) 디스플레이가 기존 반도체를 대체하게 된다. 충전시간이 3분 이내인 휴대용 배터리는 2012년에, 이른바 ‘는 플라스틱’인 생분해성 플라스틱은 2013년에, 완전 컬러가 가능한 ‘전자종이’(e-paper)는 2014년에 각각 상용화된다. 이어 2018년엔 생산설비를 포함, 인간에게 서비스를 제공하는 모든 설비들이 자체적으로 상황을 인지하고 능동적, 자율적으로 반응하는 인공 인지기능이 실용화된다. 2020년엔 나노미터(10억분의 1m) 크기의 ‘혈관 청소용 로봇(나노로봇)’이 등장, 사람의 몸속 혈관에서 혈관을 깨끗이 청소하고 손상된 부위를 치료한다. 또 상온 초전도체를 이용한 자기부상열차가 철로 위를 달린다.2021년엔 인간에 가까운 지능과 행동능력을 가진 로봇이 실용화된다. ●에너지·환경 2011년 대체에너지원과 기존 전력선 연계기술이 개발된다.2013년에는 연료전지 자동차가,2014년에는 대체에너지 하이브리드형 발전 시스템이 실생활에서 활용될 전망이다. 또 2018년에는 독도 주변에 대량 매장된 것으로 추정되고 있는 ‘메탄 하이드레이트’를 개발, 저장할 수 있는 기술이 실용화된다. 2020년에는 청정에너지인 수소를 경제적으로 대량생산할 수 있는 초고온 가스냉각 원자로가 실용화될 것으로 보인다.2년 뒤인 2022년에는 생물체에서 직접 에너지를 변환시킬 수 있는 생체 광합성 기술도 규명된다.2026년엔 수소동위원소 플라스마의 핵융합 반응 에너지로 전력을 생산하고 활용하는 기술이 개발될 것으로 보인다. ●국토관리·사회인프라 2010년 도로안내, 교통혼잡안내, 기타 도로교통관련 정보를 보행자와 운전자에게 실시간 입체형으로 전달하는 홀로그램 네비게이터가 실용화된다. 2012년에는 고령화 사회 진입에 따라 독거 노인을 위한 사이버 의사, 쌍방향 간호 등의 기능을 갖춘 ‘실버케어 타운’이 등장한다. 같은 해에 자재나 인력에 센서를 부착, 공정·자재 관리가 가능한 유비쿼터스 건설현장 작업관리 기술이 보급될 것으로 예상되고 있다. 이어 2013년 건물 에너지를 50% 절감할 수 있는 건물 외장재 개 발 등 초저에너지 건축 설계기술이 개발되고 대규모 지하 저온 저장시설(농축수산물,LNG 등)의 설계 및 시공기술이 실용화된다. 2014년에는 차량주행소음을 흡수해 도로 주행차량이 유발하는 소음공해를 획기적으로 절감할 수 있는 흡음 포장재료가 보급될 예정이다. 2019년에는 한반도, 일본, 중국 그리고 동남아를 잇는 해저터널망 구축기술이 개발될 전망이다. ●안전 오는 2009년 전자투표, 전자화폐, 전자결제 등을 위한 전자상거래용 보안기술이 보급된다.2010년에는 정보기술(IT)을 이용한 과적차량 탐지 및 통보 시스템이 개발돼, 이들 차량에 대한 단속이 사라질 전망이다. 2012년에는 지하 복합변전소, 원자력발전소 등 전력기반시설내 방재시스템이 구축되고 대형복합용도 건축물 재난 발생시 비상대응계획 구축 시스템도 개발된다. 이듬해에는 시설물의 안전성을 장기 연속 모니터링하기 위한 소형 매설이 가능한 첨단 센서들이 개발될 것으로 보인다. 2014년에는 위성에 의한 특정지역 홍수, 가뭄 등 수·재해 집중감시체계가 실용화되고 수소자동차 설비 안전 기술이 개발된다.2017년 꿀벌·나비 등 곤충을 이용한 폭발물 추적기술이 선보인다. 장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

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