1993년 대전 엑스포를 기억하시는지. 이때 각 전시관에 ‘도우미’가 본격적으로 등장했다. 이후 전국에서 이런 행사가 있을 때마다 도우미들이 등장하게 된 시초가 됐다. 도우미와 함께 대전 엑스포에서 처음 선보인 것이 자기부상열차다. 전시장 600m를 도는 작은 열차였는데, 선로 위를 바퀴로 달리는 것이 아니라 10~20㎜ 정도 공중에 떠서 달리는 열차였다. 이렇게 말하면 자기부상열차가 ‘초전도 현상’을 응용한 것이라는 정도는 알고 있다고 말할 사람도 있을 수 있다. 하지만 그 초전도 현상이 발견된 지 올해로 100년이 됐다는 사실까지 알고 있을까. 이달 8일이면 발견된 지 100년이 되는 초전도 현상에 대해 알아봤다. 1911년 4월 8일, 네덜란드 레이덴대학의 물리학자 헤이커 카메를링 오너스(1853~1926)는 극저온 실험장치를 이용하여 온도에 따른 수은의 전기저항 변화를 관찰하다가 절대온도 4.2K(섭씨 영하 269도)에서 전기저항이 완전히 없어지는 현상을 발견했다. 카메를링 오너스는 이를 초전도라고 불렀다. 초전도 역사의 시작이었다. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 오센펠트는 초전도체에서 전기저항뿐만 아니라 내부의 자기장도 완전히 없어지는 ‘완전반자성’의 성질을 발견했다. 특정 온도 밑으로 온도가 내려가면 나타나는 완전무저항과 완전반자성은 초전도체의 가장 중요한 성질이다. ●일정 온도 이하에서 전기저항이 사라지는 현상 중간에 장애물이 있어도 초전도 현상이 적용된다는 사실도 발견했다. 1962년 당시 22살의 케임브리지대 대학원생 브라이언 조지프슨은 두개의 초전도체 사이에 얇은 절연체가 있어도 이를 뚫고 전류가 흐를 수 있다는 것을 이론적으로 예측했다. 조지프슨의 예측을 이바르 예베르 박사와 일본인 에사키 박사가 실험적으로 확인했다. 이들 3인은 이 공로로 1973년 노벨상을 공동 수상했다. 지금도 초전도체-절연체 배열을 ‘조지프슨 접합’이라고 부르고 있다. 이처럼 전기저항이 없어지고 자기 반발성을 가진 초전도체였지만 문제도 있었다. 이 같은 현상이 극저온에서 나타나기 때문에 이를 되도록 높은 온도로 끌어올려야 한다는 점이다. 1986년 스위스 IBM 연구소의 베드노르츠와 뮐러는 절대온도 35K(섭씨 영하 238도)에서 초전도체가 되는 구리산화물을 발견했다. 1973년 발견된 임계온도 23K(섭씨 영하 250도)를 끝으로 13년 동안 나타나지 않던 더 높은 임계온도의 새로운 물질을 발견한 것이다. 이 연구로 이들은 1987년 노벨상을 수상했다. 이를 시작으로 봇물 터지듯 새로운 초전도체가 발견되었다. 고온 초전도체의 시대가 열린 것이다. 초전도 현상은 양자컴퓨터나 자기공명영상(MRI) 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 최근 일본 후쿠시마 원자력발전소 사고 후에는 원자력발전을 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있는 핵융합 발전과 초전도 전력기술이 각광받고 있다. 기존의 원자력발전이 우라늄 분열 과정에서 나오는 에너지를 이용한 것이라면 핵융합 발전은 수소 등 가벼운 원자핵들이 융합하면서 나오는 에너지를 이용한 것이다. 핵융합 발전은 태양의 원리와 같아 ‘인공 태양’을 만드는 것에 비유되기도 한다. 우리나라에서는 국가핵융합연구소에서 연구용 초전도 핵융합 장치인 ‘KSTAR’를 개발, 지난해 10월 2000만도에서 6초간 플라스마(원자핵과 전자가 분리된 상태) 상태를 유지해 핵융합에 성공했다. 핵융합 발전은 KSTAR처럼 초고온의 플라스마를 진공 용기에 넣어야 한다. 하지만 고온이기 때문에 플라스마가 용기 벽에 닿으면 안 된다. 플라스마를 용기 벽에 닿지 않게 하기 위해 자기장을 이용하는데, 이 역할을 하는 것이 고자장의 초전도 자석이다. ●핵융합, 저항 없는 전력 전송 가능해져 핵융합 발전이 앞으로도 수십년간 연구가 필요한 장기 과제라면 초전도 전력기술은 당장 지금도 사용할 수 있다. 초전도 전력기술은 특정 조건에서 전기저항이 ‘0’이 되는 특징을 이용한 것이다. 기존 구리선을 이용한 전력 수송은 구리선 자체의 저항으로 인해 전력 손실이 발생한다. 지난해 송배전 과정에서 손실된 전력량은 총전력 생산량의 4%로, 원자력발전소 3기가 생산하는 전력량과 맞먹는 수치다. 초전도 케이블을 사용하면 이 같은 전력 손실을 크게 줄이는 것은 물론 현재는 불가능한 원거리 대용량 전력 수송도 가능해진다. 지난달 10년간의 연구를 마치고 연구 성과를 보고하는 대회에서 21세기 프런티어 차세대초전도응용기술개발사업단 성기철 단장은 “초전도 기술을 이용하면 원전에 의존하지 않고 에너지 자립을 할 수 있다.”면서 “수송 과정 중 전기 손실이 없고 100㎞ 이상 장거리 전력 수송이 가능해져 기존 전력 시스템의 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 해외나 해상 등에서 신재생에너지를 대량으로 개발해 국내로 바로 끌어올 수 있다.”고 밝혔다. 태양광·태양열이나 풍력 등 신재생에너지를 활용할 때에는 장소의 영향을 크게 받는다. 대규모의 신재생에너지 발전시설을 만들기 위한 장소도 필요하다. 대규모 단지를 만들면 지금보다 신재생에너지의 경제성이 좋아진다. 성 단장은 몽골 사막에서 풍력과 태양광 등으로 전기를 만들고 우리나라로 이를 수송하는 ‘초전도 에너지 하이웨이’를 제안했다. 이는 초전도 전력기술이 없으면 불가능한 일이다. 이 외에도 시속 550㎞ 이상을 달릴 수 있는 초전도 자기부상열차나 MRI에 높은 자기장을 만들어주는 초전도 자석이 핵심 부품이다. 또 초전도 전자소자를 이용하면 초고속-저전력의 디지털 회로를 만들 수 있는데 이를 통하면 현재의 컴퓨터 개념과는 전혀 다른 방식이면서도 높은 처리 능력을 갖는 양자컴퓨터도 만들 수 있다. 한편, 오는 5월 20일 연세대 100주년 기념관에서는 초전도 발견 100주년을 기념하는 심포지엄이 열린다. 한국초전도학회 등이 주관하는 이번 심포지엄에서는 국내 초전도 연구의 성과 발표는 물론 학생들이 직접 초전도 현상을 보고 체험할 수 있는 실험도 계획되어 있다. 김효섭기자 newworld@seoul.co.kr

“핵융합장치는 총을 쏴도 폭발 위험이 없습니다.” 일본 후쿠시마 원전 방사능 누출 사태로 전 세계가 원전의 안전성에 의문을 제기하고 있는 가운데, ‘제2의 태양’으로 불리는 핵융합에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 원자력·화석 연료의 대안으로 부상하고 있는 핵융합에너지는 바닷물을 원료로 사용하고 온실가스를 배출하지 않는 청정 에너지다. 우라늄이 분열해 거대한 에너지를 얻어내는 원자력에너지와 반대로 수소와 같은 가벼운 원자핵들이 융합하면서 에너지가 방출되는 원리다. 우리나라의 핵융합에너지 개발을 책임지고 있는 국가핵융합연구소(NFRI) 이경수(55) 소장은 29일 기자와 만나 “원자력에너지의 궁극적 대안은 방사능 유출 걱정 없는 핵융합에너지가 될 것”이라고 공언했다. 이 소장이 자신 있게 주장하는 이유는 연구소 내부에 순수 국내 기술로 자체 개발한 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)가 있기 때문이다. 2007년 9월 완공된 핵융합장치는 초고온의 플라스마(원자핵과 전자가 분리된 상태)를 진공용기 속에 넣고, 자기장을 이용해 플라스마가 벽에 닿지 않게 해 핵융합 반응을 일으키는 장치로 ‘인공 태양’이라 불린다. 이 소장은 일찌감치 원전의 위험성을 깨닫고 핵융합장치의 ‘안전성’에 주목했다. 이 소장은 “자체 테스트 결과 이 장치는 샌다거나 깨지는 사고가 발생하면, 진공 상태에 있는 수소에너지들이 빛으로 변하면서 열을 모두 흡수해 버리는 동시에 전원이 꺼지기 때문에 원전과 같은 사고는 절대 일어날 수 없다.”고 밝혔다. 그는 “핵융합장치를 둘러싸고 있는 초전도체는 온도 상승으로 절대 깨지지 않는 ‘온도 안정성’을 자랑한다.”고 덧붙였다. 후쿠시마 원전 사태처럼 원전 내부 온도가 올라가 폭발하는 현상은 절대 일어나지 않는다는 것이다. 이 소장은 핵융합연구장치를 발전·보완해 2030년 후반까지 핵융합발전소 건설을 목표로 삼고 있다. 그는 “원자력에너지는 과도기적 에너지이며, 풍력·조력과 같은 신재생 에너지도 ‘파트타임’ 에너지일 뿐”이라면서 “후쿠시마 원전 사태는 왜 우리가 핵융합 에너지와 같은 미래형 대체 에너지 발전을 서둘러야 하는지 보여줬다.”고 강조했다. 이번 원전 사태로 중국이 건설하려던 100여기의 원자력 발전소 건설 계획은 곧바로 중단된 것으로 알려졌다. 우리나라는 핵융합연구장치의 건설 과정에서 초전도자석 제작 기술 등 핵융합 관련 10대 원천기술을 획득했다. 현재 프랑스 카다라시에서는 한국, 유럽연합(EU), 미국, 일본, 러시아, 중국, 인도 등 7개국이 참여해 2015년까지 핵융합발전실험로를 건설하는 국제핵융합발전실험로(ITER) 프로젝트가 진행 중이다. 우리나라의 원천기술은 이 프로젝트에서 핵심 기술로 활용되고 있다. 2005년 12월 연구소가 발표한 국가핵융합에너지개발기본계획에 따르면, 우리나라는 2050년부터 핵융합발전소가 신규 전력 수요를 대체하게 되며, 2070년대까지 100만㎾ 핵융합 발전소를 60기 이상 건조할 경우 국내 전력 수요의 30% 이상을 담당하게 될 전망이다. 이 소장은 “우리나라는 핵융합발전에 관한 원천기술을 보유하고 있기 때문에 앞으로 핵융합발전소를 짓는 데 선도적인 역할을 수행할 것”이라면서 “핵융합발전 상용화를 앞당기기 위해 최선을 다하겠다.”고 밝혔다. 글 사진 황비웅기자 stylist@seoul.co.kr

대전 유성구 내에 위치한 국가핵융합연구소(NFRI)는 국내 유일의 핵융합 전문 연구기관으로서, 원자력·화석 연료 등 기존 에너지원이 가진 문제점을 해결할 미래에너지인 ‘핵융합에너지’의 개발을 이끌고 있다. 총인력 260명에 박사급만 79명이다. 1996년 1월 기초과학지원연구원의 핵융합연구개발사업단으로 시작된 NFRI는 본격적인 연구에 착수하기도 전인 1997년 말 외환위기를 겪으면서 존폐 위기에 놓였다. 정부 지원이 끊기면서 2000년대 초까지는 인프라 확충에 힘쓰는 수밖에 없었다. 그러나 구성원들의 의지로 2005년 10월 한국기초과학지원연구원 부설 연구소로 새롭게 출범했다. 본격적인 연구에 들어간 NFRI는 2007년 9월 순수 국내 기술로 세계 최고 수준의 핵융합장치인 KSTAR를 건설했다. 2008년에는 최초로 플라스마 발생에 성공한 뒤 본격적인 운영에 들어갔다. 예산은 무려 4500억원이나 들었지만, 핵융합 분야의 원천기술을 확보해 선진국들과 어깨를 나란히 하게 됐다는 데 의의가 있다. 연구소는 현재 주요 선진국들과 함께 진행하고 있는 국제핵융합실험로(ITER) 공동개발사업의 국내 전담 기구 역할을 맡고 있다. 황비웅기자 stylist@seoul.co.kr

올해 우리 과학기술계의 최고 뉴스로 노벨상을 받은 ‘꿈의 신소재’라 불리는 그래핀(Graphene) 분야의 국내 연구성과가 꼽혔다. 한국과학기술단체총연합회 과학기술 10대 뉴스 선정위원회는 그래핀 등을 올해의 과학기술 10대 뉴스로 선정했다고 13일 발표했다. 선정위는 과총 사무처가 1~10월에 모은 207건의 뉴스 가운데 31건을 압축, 지난달 22일부터 지난 8일까지 온라인 투표를 통해 10대 뉴스를 선정했다. 1 환상의 소재 그래핀 그래핀은 손목시계 모양의 컴퓨터나 종이 두께의 모니터 등을 구현해 줄 환상의 소재로 불린다. 올해 노벨물리학상을 받은 소재다. 미국 컬럼비아대 김필립 박사가 수상자들보다 조금 늦게 그래핀을 얻어 노벨상 수상을 아깝게 실패한 점이 이 뉴스를 1위로 만드는 데 작용한 것으로 보인다. 한국 과학계의 노벨상 수상 염원을 드러낸 대목이다. 국내 과학자들은 상용화 부문에서 성과를 내고 있다. 성균관대 나노과학기술원의 홍병희·안종현 교수팀은 6월 차세대 전자기기에 활용할 수 있는 고성능 그래핀 투명 전극 소재를 30인치로 합성하는 데 성공했다. 같은 대학 이효영 교수 연구팀은 지금까지 시도되지 않은 새로운 환원제인 요오드산을 이용해 상온공정에서 불순물이 없는 고품질 그래핀 대량 생산의 가능성을 열었다. 2 국과위 법안 통과 국가과학기술위원회(국과위) 상설화와 과학비즈니스벨트 법안 통과가 2위로 꼽혔다. 두 법안은 지난 8일 한나라당의 날치기 처리로 본회의를 통과했다. 국과위를 행정위원회로 격상시키고 장관급 위원장을 두기로 하면서 ‘옥상옥’이라는 비판도 제기됐지만, 과학계는 반기는 분위기다. 국제과학비즈니스벨트에는 중이온가속기와 기초과학연구원을 핵심으로 하는 과학도시가 건설되는데, 경기도·충청도·광주광역시가 벌써 유치전에 뛰어들었다. 3 나로호 2차발사 실패 나로호 2차 발사(사진 ①)가 또 실패했다는 아쉬운 뉴스가 3위로 선정됐다. 한국항공우주연구원은 6월 10일 오후 5시 1분에 나로호를 발사했지만, 이륙 137초 뒤 폭발해 “5025억원짜리 불꽃놀이”라는 비아냥을 들었다. 한·러 공동 조사단은 나로호 실패에 대한 원인 규명을 지금까지 수행하고 있고, 3차 발사 날짜를 조율 중이다. 4 전기 무인 자동차 개발 4위에는 지난해 12월 10일 한국과학기술연구원(KIST)이 전기로 가는 무인 자동차를 처음 개발했다는 뉴스가 올랐다. KIST 인지로봇연구단 강성철 박사팀은 빌딩이나 나무 숲으로 인해 위성항법장치(GPS) 신호가 정확하지 않은 곳에서도 자율주행을 할 수 있는 전기차 셔틀 KUVE를 개발했다. 사람이 조종하지 않아도 지정된 도로와 인도 사이 연석이나 차선을 따라 시속 10㎞로 3시간 동안 주행할 수 있다고 강 박사팀은 밝혔다. 5 초고체 현상 첫 발견 다시 노벨상에 근접한 연구 성과가 5위에 올랐다. KAIST 김은성 교수와 최형순 박사가 기체·액체·고체를 뛰어넘는 새로운 물질 상태인 초고체(supersolid) 현상을 세계 최초로 발견해 사이언스지에 발표했다. 김 교수는 2004년 고체 헬륨을 영하 섭씨 273도의 극저온으로 냉각시키면 고체임에도 일부가 별다른 저항 없이 자유롭게 흐르는 독특한 물질상태인 초고체로 존재한다는 사실을 규명했다. 이후 이 현상이 헬륨의 물성변화에 의한 현상이라는 반론이 제기됐지만, 김 교수팀은 일본 이화학연구소 연구팀이 보유한 회전식 희석냉각장치를 활용해 초고체 상태가 실재함을 다시 증명해 냈다. 6 해상도 높은 인간 뇌지도 책이 6위의 주인공으로 뽑혔다. 가천의대 조장희 박사팀이 0.3㎜ 핏줄까지 보이는 세계에서 가장 선명한 사람 뇌지도를 발간한 것. 조 박사팀은 7.0테슬러 자기공명영상촬영(MRI) 장치로 촬영한 뇌 사진을 엮어 올 1월 독일 스프링거 출판사를 통해 출간했다. 기존 뇌 지도보다 해상도가 3배 이상 되는 작업을 수행하기 위해 국내외에서 22명이 참여했다. 7 중수소 핵융합 반응 7위는 거대과학 분야에서 거머쥐었다. 국내 기술로 개발된 초전도 핵융합연구장치인 한국형핵융합연구로(KSTAR)가 중수소 핵융합 반응에 처음으로 성공했다. 국가핵융합연구소는 10월 11일 FEC2010 행사에서 KSTAR의 올해 3차 핵융합 플라스마 실험 결과 등 성과를 발표했다. 이 성과로 핵융합 상용화를 위해 세계 7개국이 참여하는 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트의 선행 연구장치로서의 입지가 강화됐다는 평가를 받는다. 8 천안함 침몰 원인 규명 KAIST 윤덕용·송태호 교수를 비롯해 과학계가 천안함(사진 ②) 침몰 원인 규명을 주도한 과정이 꼽혔다. 윤 명예교수가 민군합동조사단장을 맡아 ▲북한의 어뢰추진체에서 나온 ‘1번’ 글씨 ▲절단면을 통한 원인 추론 ▲선체에 흡착된 알루미늄 산화물 분석 등을 통해 조사에 나섰다. 결과에 대한 논란은 계속되고 있지만, 윤 명예교수는 “정부와 언론이 기초과학 원리를 친절하게 설명하지 못했기 때문에 의문이 계속 제기되고 있다.”고 했다. 9 첫 쇄빙연구선 아라온호 한국 첫 쇄빙연구선인 아라온호가 남극으로 출항해 평탄빙 쇄빙시험에 처음으로 성공했다는 내용이 꼽혔다. 지난해 12월 남극으로 향한 아라온호는 3차 쇄빙 시험을 마치고 올해 3월 15일에 무사히 귀항했다. 88일간의 항해 동안 서남극 케이프벅스와 동남극 테라노바베이에서 정밀조사 활동을 벌였다. 10 나노소재 인공광합성 KAIST 박찬범 교수가 나노 소재로 인공 광합성에 성공했다는 내용이 10대 뉴스에 턱걸이했다. 신소재공학과의 박 교수는 4월 23일 자연계 광합성을 모방, 태양전지 등에 사용되는 나노미터 크기의 광감응 소재를 이용해 인공 광합성 시스템을 개발했다고 밝혔다. 홍희경기자 saloo@seoul.co.kr

한반도가 학계의 통설보다 8000년이나 앞서 벼농사를 시작했고, 중국 대륙과 일본 열도에 신품종 벼를 보급했다는 최신 글을 읽고 잠시 기분이 우쭐했다. 원로 사회학자 신용하 교수가 지난 8월 15일에 펴낸 ‘고조선 국가형성의 사회사’라는 단행본을 통해서다. 신 교수는 나름의 고고학적 근거를 제시하고 해석하면서 한반도의 신석기인들이 기원전 1만년에 한강과 금강 유역에서 단립종 벼(자포니카 쌀)를 처음 재배했다고 했다. 이것이 지금 동아시아인들이 주식으로 먹는 쌀이다. 인도에서 처음 재배된 장립종 벼(인디카 쌀)보다 향과 맛이 좋고 찰기가 있다. 우리 조상들은 아열대 기후에 더 적합한 벼를 재배하기 위해 인공적으로 물을 끌여들인 무논 환경을 조성하고 까다로운 생육 조건을 맞추는 데 성공했다. 이 질 좋은 쌀로 밥과 떡, 과자, 된장, 술 등을 만들었다. 조상들은 안정적인 식량 사정 등을 토대로 광활한 영토를 자랑했던 동아시아 최초의 고대국가 고조선을 건국한 것이다. 오늘날 한국 경제는 ‘전자산업의 쌀’이라는 반도체 덕분에 다시 한번 세계의 주목을 받고 있다. 반도체는 모든 디지털 기기에 빼놓을 수 없는 부품인 만큼 과연 쌀에 비유될 만하다. 반도체는 우리나라 무역 흑자의 약 47%를 차지하고 있다. 삼성전자는 세계 메모리 반도체 시장의 35%를 장악했고 이를 50% 이상으로 끌어올리기 위해 최근 거액의 투자를 결정했다. 그런데 여기에는 함정이 있다. 이 함정에는 삼성전자가 아니라 한국 경제가 빠질 수 있다. 한국 경제의 버팀목인 메모리 반도체가 세계 반도체 시장에서 차지하는 비중은 불과 20~25%. 나머지는 한국이 뒤처진 시스템 반도체와 아날로그 반도체이다. 시스템 반도체는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU), 휴대전화의 모뎀칩 등에 쓰이는 일종의 인공지능(AI)이고, 아날로그 반도체는 빛과 소리·압력 등을 디지털 신호로 바꿔주는 첨단 센서. 이런 반도체는 공장에서 대량으로 찍어내는 것이 아니라 소프트웨어 개발자들이 다양한 모델에 맞춰 설계해야 하는 것이다. 삼성전자는 늘 수요가 널뛰는 메모리 반도체 시장에서 잘 버틸 수 있겠지만 실적이 부풀려진 한국 경제는 자칫하면 무역수지 악화와 금융시장 불안, 국가신용도 추락 등을 부를 수 있다. 우리는 ‘불안정한 쌀’에 너무 많이 의존하고 있는 셈이다. 중앙아시아 초원에서 기원한 밀국수는 동쪽으로 전해져 물 국수 형태로 발전했고, 서쪽 사막을 건너간 마른 국수는 무슬림을 거쳐 9세기쯤 지중해 시칠리아 섬에 상륙했다. 이 마른 국수를 시칠리아인들은 주변에 흔한 듀럼밀로 만들었고, 이것이 스파게티와 마카로니로 이어진다. 우리 쌀과 듀럼밀은 공통적으로 비타민B 덕분에 활발한 신진대사를 도와주고 비만 예방 효능도 지녔다. 그 옛날 우리 쌀이 한강을 벗어나 널리 퍼졌듯 우리의 정보기술(IT)과 일꾼들도 반도체 공장을 벗어나 ‘미래의 쌀’을 찾아 나서야 한다. 다행히 정부가 차세대 먹거리 산업 중 하나로 원자력발전을 꼽았다. 원전 수출도 탄력을 받은 듯하다. 원전은 원자핵의 분열 과정에서 발생하는 에너지를 말한다. 아울러 원자핵의 융합을 통한 엄청난 에너지는 방사능 문제가 없는, 그야말로 우주시대의 힘이다. 얼마 전 우리나라의 핵융합 초전도 연구장치인 ‘KSTAR’가 중수소 핵융합 반응에 성공했다. 핵융합 발전은 아직 먼 일이겠지만 어서 한국이 세계 최초가 되기를 바랄 뿐이다. 지금으로부터 137억년 전 빅뱅 직후 우주에 흔한 수소(H) 원자들이 초고온과 초고압 상태에서 융합 또는 분열을 통해 헬륨(He), 탄소(C), …철(Fe), …코발트(Co), 니켈(Ni), …우라늄(U) 등 무수한 원자들을 만들었다. 미래의 쌀은 가장 먼 과거부터 이미 존재했던 셈이다. kkwoon@seoul.co.kr

거대과학이란 대형 가속기·핵융합연구장치·우주발사체·과학위성 등 연구를 수행할 때 특수한 대형 연구시설이 필요하고, 그 건설·제작이나 운영 등에 있어 막대한 자본과 인력을 투입해야 하는 프로젝트라고 흔히 정의된다. 현재 선진 각국은 거대과학 연구시설과 장비에 대한 전략적 투자를 통해 우주의 기원 및 인간유전자에 대한 근본적 이해, 그리고 새로운 미래 에너지원의 개발 등 근원적인 인류의 난제 해결을 위해 끊임없이 도전하고 있다. 우리의 경우 대표적인 예를 핵융합 연구분야에서 찾아볼 수 있다. 핵융합 연구는 대형 핵융합연구장치를 통해 대용량의 청정 에너지를 개발하기 위한 거대과학 프로젝트로, 선진 각국이 지난 반세기에 걸쳐 심혈을 기울이고 있는 연구분야이다. 핵융합 연구의 후발주자였던 우리나라는 지난 1990년대 중반 선진국의 과학기술 수준을 단숨에 따라잡기 위한 ‘중간진입 전략’의 일환으로 ‘초전도 핵융합 연구장치 개발사업’을 시작, 10여년의 기간을 거쳐 세계 최고 수준의 초전도 자석으로 작동되는 첨단핵융합연구장치인 KSTAR를 성공적으로 완공한 바 있다. 이러한 성공의 배경에는 혁신적인 첨단기술의 채택 및 이를 현실로 구현할 수 있는 국내 참여 산업체의 축적된 산업·공학 기술이 바탕에 있었다. 초고온·고진공·극저온 등 극한의 최첨단 기술을 필요로 하는 핵융합 연구장치 제작에 세계 최고 수준인 우리 산업체의 중공업 및 초정밀 제작기술 등이 적용돼 그 빛을 발하게 된 것이다. 그간 KSTAR 제작에 현대중공업·두산중공업·포스코·고려제강 등 69개 국내 산업체들이 참여함으로써 초전도 선재제작기술, 극저온헬륨설비설계, 대용량의 진공용기 및 단열차폐제 제작기술 등 10여 가지의 핵심기술을 개발하는 성과를 거뒀다. 특히 초전도 선재 개발과정에서 KAT라는 첨단 초전도 선재 기업이 탄생하기도 하였다. 개발과정에서 참여 산업체를 통한 총 고용효과는 약 1400명, 그리고 참여업체의 총 매출효과는 2600억여원으로 추산된 바 있다. 한편 우리나라는 이러한 국내 산업체의 첨단 기술역량과 KSTAR의 제작능력을 국제적으로 인정받아 현재 세계 최대의 핵융합실증로 국제공동건설사업인 ITER 프로젝트에 미국·유럽·일본 등 선진 6개국과 함께 참여, 핵융합에너지 상용화를 위한 원천기술 확보를 전략적으로 추진하고 있다. 규모상 KSTAR의 30배에 달하는 ITER 장치 건설을 위해 회원국별로 할당된 대형 ITER 구성장치를 자국에서 직접 제작하여 현물로 조달하기로 합의했다. 정부는 앞으로 거대과학분야에 대한 투자효율성을 한층 더 제고하기 위해 미래 수요를 반영하고, ‘집중과 선택’의 전략에 따라 ‘대형 연구장비·시설’에 대한 투자우선순위를 제시할 계획이며, 이와 함께 거대과학이 산업과 경제 전반에 상승적인 영향을 끼칠 수 있도록 비즈니스 연계 강화 등 보다 고도화된 산업전략을 병행해 나갈 것이다. 이와 더불어 정부는 새로운 미래를 선도하기 위해 핵융합과 우주개발 등 거대과학에 대한 지속적인 정책지원을 아끼지 않을 것이며, 이를 통해 국민에게 미래에 대한 희망을 안겨줌과 동시에 우리나라가 세계무대에서 명실상부한 과학강국 및 첨단 기술강국으로 자리매김할 수 있도록 부단히 매진해 나갈 것이다.

제27회 세계사이언스파크총회(IASP 2010 DAEDEOK)가 20일 앞으로 다가왔다. 오는 23일부터 4일 일정으로 대전컨벤션센터에서 열리는 IASP는 첨단기업과 세계적 연구기관이 입주해 있는 전 세계 사이언스파크(STP)의 글로벌 네트워크 구축과 교류 협력을 위해 열리는 행사다. 특히 최초로 ‘녹색’을 주제로 세계 사이언스파크 핵심기술과 국내 테크노파크 전체가 한자리에 모이는 의미 있는 자리다. 국내외 녹색첨단기술 관련 101개 업체 및 기관에서 120여개의 우수 아이템을 전시할 예정이어서 최첨단 그린테크놀로지의 전시장으로 주목받을 전망이다. ●국내외 101곳 120여 아이템 전시 녹색첨단기술 성과 전시회는 ▲주제관 ▲그린 비즈관 ▲그린 STP관 ▲그린 R&D관 등 총 4개관으로 구성된다. ‘주제관’에는 휴보(휴머노이드 로봇)와 함께, 스마트그리드 제주실증단지 미니어처, CT&T의 전기자동차 등이 전시된다. ‘그린 STP관’은 대전시, 전국 테크노파크협의회, 전국과학단지협의회 등 대한민국 대표 STP들과 아랍에미리트연합(UAE)의 저탄소 녹색계획도시 마스다르 시티를 비롯한 독일, 호주, 미국, 중국 등 9개국의 대표 STP들이 홍보부스를 설치할 예정이다. ‘그린 R&D관’에는 수소재료측정기술(표준연), 뇌과학 연구성과(KAIST), 나로호 모형(항우연), 하나로원전(원자력연), 차세대 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR) 모형(국가핵융합연), 연료감응형 태양전지 모듈(ETRI) 등 대덕특구 정부 출연연구소들의 주요 성과물과 대덕특구본부에서 유치한 해외 공동연구센터 주요 성과물도 전시된다. ‘그린비즈관’에는 국내 녹색 및 첨단 융복합 분야 70여개 첨단기업 제품을 볼 기회로, 국내 신 재생분야 대표기업인 두산중공업의 풍력에너지 시스템, 삼성전기 전자인쇄기술 등이 소개된다. ‘똑똑한 전력망’이라는 뜻의 스마트그리드(Smart Grid)는 풍력이나 태양열을 이용해 전기를 가정 내 저장장치에 모아뒀다가 비쌀 때 팔 수 있게 해주는 기술로, 기존의 전력 생산, 운반, 소비의 과정에 정보통신(IT) 기술을 접목해 에너지 효율을 최적화시키고 새로운 부가가치를 만들어 낼 수 있다. 공급자와 소비자 간 양방향 전력 시스템인 차세대 지능형 전력망으로 기후 변화와 자원부족 문제 해결의 대안으로 급부상하고 있다. 현재 제주에 건설 중인 실증단지의 미니어처와 함께 상용화된 전기자동차도 전시된다. 선박과 항공기를 결합한 최첨단 해상운송수단인 ‘수면비행선박(위그선)’은 날개가 수면에 가까워지면 양력(뜨는 힘)이 증가하는 표면효과(Ground Effect)를 이용해 수면 위를 1~5m가량 떠서 시속 300~500㎞로 운항하는 운송 수단이다. 2~3시간이면 중국이나 일본에 닿을 수 있고 항공기처럼 높이 뜨고 내릴 필요가 없어 연료 소모가 적은 미래형 친환경 항공선박으로 ‘바다의 KTX’로 불린다. ●그린 STP관 등 4개관 운영 전자종이는 종이에 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술로 이페이퍼 (e-paper)라고도 불린다. 백라이트를 사용하는 기존의 평판 디스플레이와 달리 일반적인 종이처럼 반사광을 사용해 휴대가 가능하고, 종이처럼 두께가 얇아 마음대로 구기거나 접을 수 있다. 필요할 때 주머니에서 꺼내 펼치면 원하는 정보를 마음대로 검색할 수 있다. 전자종이 시장은 전 세계적으로 매년 60% 이상 급성장하고 있으며, 2015년에는 48억달러까지 확대될 것으로 예측된다. 뇌파 측정과 분석 기술을 이용해 사람의 생각과 감정 변화를 측정해 이를 신호로 바꿔 컴퓨터나 게임, 장난감을 작동시키는 뉴로스카이(뇌파응용제품)도 선보인다. 사람과 마음이 통하는 곰인형 ‘싱크베어’, 키보드나 조이스틱 없이 하는 컴퓨터 게임 ‘마인드세트’, 생각만으로 자동차의 속도를 제어하는 ‘마인드 레이싱카’도 직접 즐길 수 있다. 휴보(HUBO)는 휴머노이드(Humanoid)와 로봇(Robot)의 합성어로, 2004년 한국과학기술원(KAIST)이 아인슈타인을 모델로 개발한 인간형 로봇이다. 키 137㎝에 몸무게 57㎏으로, 한글로 대화를 하며 30여개의 얼굴 근육을 움직여 웃거나 찡그린 표정을 지을 수 있다. 여기에 세계 최다인 66개의 관절을 갖고 있으며 보행과 계단 오르기 등이 가능하다. 최재헌기자 goseoul@seoul.co.kr

2010년은 아랍에미리트연합(UAE) 원전과 요르단 연구용 원자로 수출 등 과학계에 잇따른 낭보가 이어지면서 한국 과학·기술의 우수성이 세계의 이목을 끌고 있다. 특히 올 11월엔 G20(주요 20개국) 정상회의, 2012년엔 핵안보정상회의 같은 국제적인 행사가 예정돼 있어, 정부가 산업화 가능한 과학·기술을 집중적으로 육성해 글로벌 시장에 진출할 수 있는 계기로 삼아야 한다는 지적이 일고 있다. 과학기술정책연구원(STEPI)은 26일 ‘거대·공공 S&T 챔피언 발굴 및 글로벌 산업화 전략’ 보고서를 내고, 차세대 과학·기술(Science and Technology)분야 신성장 동력 산업 10가지를 제시했다. ‘S&T 챔피언’이란 과학·기술사업 중 세계시장 규모가 30조원 이상으로 잠재적인 시장규모가 크고 국내 기술경쟁력을 확보해 산업화에 성공할 수 있는 분야를 말한다. ●첨단철도 브라질 등에 진출타진 먼저, 단기 육성 분야로는 ▲SMART(해수담수화·분산발전 가능한 중소형 원자로) ▲Green U-City(미래형 융·복합 첨단도시) ▲첨단철도(도심형 자기부상 열차) ▲항공기(고등 훈련기·헬기) 등 4가지가 제시됐다. ‘SMART’는 한국원자력연구소에서 연구개발(1994~2011년)하고 있는 중소형 일체형 원자로로, 해수담수화와 분산발전이 동시에 가능해 리비아, UAE, 나이지리아 등 물 부족 국가를 중심으로 수요가 늘고 있다. 이 분야 잠재 시장규모는 약 270억달러로 국제원자력기구(IAEA)는 2015년까지 세계적으로 약 100기가 설치될 것으로 전망하고 있다. 현재 미국이 최고 기술을 보유하고 있지만, 한국도 독자 기술과 풍부한 인력을 바탕으로 2012년 글로벌 시장 진출이 가능할 것으로 보고 있다. ‘첨단철도’는 한국이 고속철도 핵심 기술을 독자 개발해 세계에서 5번째로 실용화에 성공한 분야다. 한국기계연구원은 1989년부터 국책연구개발사업으로 자기부상열차 개발을 시작했으며, 최근 다양한 철도시스템의 해외진출 경험을 토대로 브라질, 태국, 말레이시아 등으로의 사업진출이 가능할 것으로 내다보고 있다. 첨단철도 기술 역시 프랑스, 독일, 일본 등 선진국을 중심으로 활발한 수출이 진행 중이며, 잠재 시장 규모만 3000억달러에 달한다. 고등훈련기와 헬기를 생산하는 ‘항공기’ 분야는 2005년 국내 기술로 개발한 초음속 비행기 ‘T-50’ 개발로 한국은 세계 12번째 초음속기 생산국가에 진입했다. 또 2012년 국산 헬기 ‘수리온’이 탄생하면 이 분야에서도 세계 11번째 국가가 된다. 항공기 자체 개발과 완제품 생산능력을 토대로, 세계 10위 수준의 국방예산 효과까지 고려하면 조만간 수출을 위한 양산체제를 갖출 수 있을 전망이다. ●암치료 입자가속기등 중기 목표 중기(2020년) 목표로 선정된 기술은 ▲사회안전시스템 ▲암 치료용 입자가속기 ▲클라우드 컴퓨팅 ▲소셜 웰빙(Social Wellbeing) 로봇 등이 있다. ‘암 치료용 입자가속기’는 방사선보다 효과가 뛰어난 차세대 암 치료용 의료기기로, 고령화와 소득 증가에 따라 선진국과 개발도상국을 중심으로 수요가 늘어날 전망이다. 현재 국내엔 국립암센터에 양성자 가속기와 치료설비가 운영 중이며, 2015년 부산 기장에 중입자 가속기가 개발되면, 독자적인 기술 개발능력을 토대로 산업화할 수 있을 것으로 보인다. 벨기에와 일본이 산업화에 성공한 예로, 현재 의료기기 시장 발전과 내수 시장 규모를 고려하면 시장 선점 경쟁이 더욱 치열할 것으로 보인다. ‘클라우드 컴퓨팅’은 은행 현금자동지급기(ATM)처럼 사용자가 컴퓨터나 IT기기를 통해 온라인에서 서비스를 받을 수 있는 기술로, 한국은 2009년부터 범정부 차원의 ‘컴퓨터 활성화 종합계획’을 추진하고 있다. 미국과 유럽이 경쟁국으로 꼽히지만 국내와 기술격차가 2년 정도로 크지 않은 데다, 세계적 수준의 국내 IT 네트워크 기반을 토대로 수출 규모를 늘려갈 수 있을 것으로 전문가들은 내다보고 있다. PC와 인터넷을 쓰는 전 세계 모든 국가를 잠재시장으로 둘 수 있어 시장 규모도 3조 8000억달러에 이른다. ●우주·핵융합 10년이후 장기과제 2020년 이후 장기 목표로 추진돼야 할 S&T 분야로는 위성 발사체 같은 우주분야와, 핵융합 기술이 손꼽힌다. 핵융합 기술은 2050년을 예상으로 상용화 시점에 제법 떨어져 있지만, 석유 에너지를 대체할 유력한 에너지원으로 쓰이게 되면 부가가치가 최대 100조달러에 이를 것으로 전문가들은 보고 있다. 국내에선 2007년 핵융합연구소에서 연구·개발한 차세대 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR)가 있으며, 2018년도에 국제열핵융합실험로(ITER) 사업 참여 계획 등 활발한 국제협력 네트워크에도 참여하고 있어 선진국 기술을 도입하는 데도 노력을 쏟고 있다. ●장기발전위해 국가전담기구 시급 황석원 STEPI 경제분석단 투자분석팀장은 “차세대 S&T 챔피언 선정에 따라 글로벌 시장 진출 지원을 위한 국가차원의 전담기구를 마련하고, 정부와 민간의 역할을 적절히 배분해 효과적인 산업화를 추진하는 것이 중요하다.”면서 “글로벌 시장 진출에 따른 경제적 이익과 국격 제고효과를 고려해 정부의 장기적인 투자와 안목이 필요하다.”고 말했다. 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

한국거래소는 오는 29일부터 국고채 지수에 연동하는 상장지수펀드(ETF) 4종목을 상장한다고 23일 밝혔다. 지금까지는 주가지수 흐름을 그대로 따라가는 ETF만 거래돼 왔다. 국내 증시에서 주가지수 이외의 기초자산에 연동되는 ETF가 나온 것은 처음이다.‘KStar 국고채’와 ‘KODEX 국고채권’은 오는 29일, ‘KOSEF 국고채’와 ‘KINDEX 국고채’는 31일 각각 상장된다. 연동 대상 지수는 KTB 인덱스와 MKF 국고채지수이다. 거래소는 “국고채 ETF 상장으로 일반 투자자들이 주식 거래와 같은 방법으로 손쉽게 채권에 투자할 수 있게 됐다.”면서 “채권 펀드의 운용수수료가 평균 0.5% 수준인 반면 국고채 ETF는 0.15~0.16% 수준으로 낮다는 점도 강점”이라고 설명했다.

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

한국과학기술단체총연합회가 구성한 ‘올해의 10대 과학기술 뉴스 선정위원회’는 16일 네티즌·과학기술인 온라인 투표와 2차례의 위원회 회의를 거쳐 선정한 10대 뉴스를 발표했다.1위로 선정된 ‘한국 첫 우주인 이소연 탄생’은 올해 우리 사회에 가장 긍정적인 영향을 준 과학기술 뉴스로 평가됐다.투표(복수선택)에서 전체 2981표 중 1434표(69%)를 얻었다. 순수 국내 기술로 완공돼 2007년 10대 뉴스 1위에 올랐던 초전도 핵융합 실험로 KSTAR는 올해 첫 플라스마를 발생시키는 데 성공,2위에 선정되면서 가장 인상 깊은 과학기술 연구성과로 꼽혔다. 3위는 40여년간 독립부처였던 과학기술부가 교육인적자원부에 통합된 데 대한 ‘과학기술계의 우려’가 차지했다. 또 서울대 현택환 교수가 획기적인 나노물질 제조기술을 이용해 개발한 ‘암 진단·치료용 나노전달물질’과 유럽입자물리연구소(CERN)의 ‘인류 최대 과학장치 대형장입자가속기(LHC) 가동’이 각각 4위와 5위에 올랐다.6위는 한국표준과학연구원 연구진의 ‘휴대전화용 촉각센서 마우스 상업화’,7위는 ‘국립 과천과학관 개관’,8위는 포스텍 생명과학과 남홍길 교수팀의 ‘속씨식물의 쌍둥이 정자 형성과정 규명’이 각각 선정됐다. 이밖에 한국과학기술연구원(KIST) 인지로봇연구단 유범재 박사팀의 ‘춤추는 휴머노이드 로봇 마루 국내 첫 개발’과 지난해 대학입시에서 큰 반향을 일으킨 ‘수능 물리문제 오류 및 정답 수정’이 10대 뉴스에 포함됐다.박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

‘232년 미국 역사상 첫 흑인 대통령’이란 수식어에 걸맞게 버락 오바마 미국 대통령 당선인과 관련한 신조어들이 쏟아지고 있다. 웹사이트나 블로그 등 사이버 공간은 물론 신문들도 앞다퉈 신조어 만들기에 여념이 없다. 우선 오바마 당선 이후 전 세계 지지자들의 환희를 압축한 ‘오바마포리아(obamaphoria)’. 오바마의 이름에 ‘도취감, 행복감’을 뜻하는 영어단어 ‘euphoria’를 합성한 것이다. 유토피아(utopia)를 섞어 ‘오바마가 열어갈 미래’를 뜻하는 ‘오바마토피아(obamatopia)’도 있다. 오바마의 스타성을 강조한 신조어도 눈에 띈다. 그를 ‘정치계의 믹 재거(영국의 전설적 록밴드 ‘롤링스톤스’의 리드싱어)’로 치켜세우는 사람들에겐 ‘버락스타(barackstar)’로 통한다. 그의 이름을 끌어들인 재미난 감탄사들도 많다. 즐거울 때 쓰는 감탄사인 ‘오-바마(oh-bama)’, 할렐루야와 결합해 오바마의 팬들이 외칠 때 사용하는 ‘오바마루야(obamalujah)’ 등이다. 오바마처럼 잘생긴 외모의 소유자에겐 ‘오바마리시우스(obamalicious)’라는 재치 넘치는 수식어가 붙는다. 반면 그를 비꼬는 신조어들도 덩달아 생겨나고 있다. 특히 기독교인과 보수층의 오바마에 대한 혐오(abomination)를 의미하는 ‘오바마네이션(obamanation)’은 대표적. 아널드 슈워제네거 캘리포니아 주지사가 선거유세 과정에서 오바마의 깡마른 팔다리를 ‘터미네이터(terminator)’라고 비꼬아 썼던 조어 ‘오바마네이터(obamanator)’도 유행어로 떠올랐다. 이 밖에도 오바메리카(obamerica:오바마와 미국을 합성) 등도 최근 생겨난 신조어다. 이경원기자 leekw@seoul.co.kr

지식경제부 △소프트웨어산업과장 이상훈 △전기소비자보호과장 신동학 국가핵융합연구소 ◇단장 △ITER 한국사업단장 정기정 △선임단장 겸 KSTAR 운영사업단장 권 면◇부장△STAR운영사업단 공동실험연구부장 오영국 △〃장치운영기술부장 나훈균 △〃장치기술개발부장 양형렬 △〃설비기술개발부장 김양수 △미래전략기술부장 김혁종 △응용기술개발부장 이봉주 △기획조정부장 겸 연구정책실장 김인호 △행정관리부장 김준겸 △감사부장 김재성 한국조폐공사 ◇상임이사 △기획이사 겸 총무이사 노원상 △생산이사 겸 사업이사 이계재◇1급 전보△선진화추진팀장 윤봉호◇2급 전보△화폐본부 생산조정실장 강덕조 △제지본부 생산조정실장 신현우 △기술연구원 연구기획실장 유한봉◇3급 전보△선진화추진팀 선진화 파트리더 오태환◇4급 전보△비상계획실 방호 파트리더 직대 이재인 tbs(교통방송) △광고사업부장 양동균 △영어FM 편성·제작부장 김남일 △영어뉴스부 부장대우 이선희 △기술2부장 손재달 △기술3부장 김영락 △광고총괄팀장 손옥석

KSLV-1이 선진국의 기술력을 따라잡기 위한 거대과학이라면, 한국형핵융합실험로 KSTAR는 한국이 주도할 수 있는 미래형 거대과학이다.KSTAR는 지구상에 존재하는 모든 에너지의 근원인 ‘태양’을 만들기 위한 21세기판 ‘이카로스 프로젝트’다. 태양에너지의 발생 원리를 모방한 ‘인공태양’을 만들어 인류가 무한히 쓸 수 있는 에너지를 만든다는 것이 궁극적인 목표다. 80∼90%가 수소로 이뤄져 있는 태양의 중심부는 섭씨 1500만도의 고온에서 원자핵과 전자가 분리된 수소 플라스마 상태로 뒤섞여 있다. 플라스마는 고체, 액체, 기체 등 물질의 3상이 아닌 제4의 물질이다. 이 상태에서 수소 원자핵들이 지구의 33만배에 이르는 중력으로 인해 서로를 잡아당기며 연쇄적으로 핵융합을 일으키면 열과 에너지가 발생한다. 지구상에서 이같은 수소는 바닷물의 중수소와 원자력 발전소에서 부산물로 생산되는 삼중수소에서 무한에 가깝게 얻을 수 있다. 인류가 2000만년 이상 사용할 수 있는 양이다. 핵융합 발전이 상용화에 성공한다면 1g의 혼합연료(중수소+삼중수소)로 석유 8t, 전기 10㎾에 해당하는 에너지를 만들 수 있다. 바닷물 1ℓ에 포함된 0.03g의 중수소만으로 300ℓ의 휘발유를 만들 수 있다는 얘기다. 핵융합 발전의 관건은 태양과 같은 초고온의 플라스마를 만들어 유지하는 일이다. 또 섭씨 1억도 이상의 플라스마에 녹지 않고 견뎌내는 핵융합 장치를 만들어 내는 것도 관건이다. 현재 과학자들은 ‘토카막’(Tokamak)이라는 장치를 만들어 초고온의 플라스마를 허공에 띄워 용기에 닿지 않게 함으로써 이 문제를 해결하려 하고 있다.KSTAR 역시 토카막의 일종이다. 합은 상용화 시점이 2045년으로 잡혀 있다. 사실상 미래 세대를 위한 투자인 셈이다. 그러나 지난 2006년부터 한국을 비롯해 유럽연합(EU), 미국, 러시아 등 7개 나라가 참여해 프랑스 카다라슈에 건설 중인 ‘국제핵융합실험로(ITER)’에서도 알 수 있듯이 핵융합은 거대과학이 반드시 이뤄내야 할 과제로 평가되고 있다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

‘거대과학(Big science)’이 부상하고 있다. 일반인에게 아직 낯선 이 용어는 과학기술 각 분야의 전문 인력과 거대 장비, 막대한 투자가 필요한 종합적 연구개발을 일컫는다. 예컨대 우주개발, 핵융합, 원자력발전과 같이 첨단가공 및 초정밀기술을 통해 극한의 자연현상을 관찰하거나 새롭게 만드는 그야말로 ‘거대한’ 작업이라고 할 수 있다. 거대과학은 파급효과가 커서 관련 분야의 동반성장을 촉진한다는 점에서도 긍정적이지만 지구자원 고갈 및 환경문제 등 인류가 직면한 문제해결의 핵심열쇠라는 점에서 더욱 의미가 크다. 우리나라가 최근 집중적으로 추진하고 있는 거대과학 프로젝트로 우주개발을 꼽을 수 있다. 우주개발의 경우 한국 최초의 우주인 탄생으로 국민들에게 가까이 다가갈 수 있는 기회를 마련했지만, 사실 정부는 1990년대부터 단계적으로 예산을 꾸준히 투자해 왔다. 우주인 선발은 그 결실 중 하나인 것이다.1992년 ‘우리별 1호’ 위성을 최초로 발사한 이후 2006년에는 1m급 고해상도 카메라를 탑재한 아리랑 2호를 성공적으로 발사한 바 있다. 현재 과학기술위성, 다목적실용위성, 무궁화 위성 등 총 11기의 위성을 운용하며 위성 강국 10위권으로 부상했다. 위성 자체의 개발만큼 중요한 것이 위성을 쏘아 올리는 발사체의 개발이다. 발사체를 만들 수 있다는 것은 위성을 언제든지 독자적으로 발사할 수 있다는 능력을 나타내기 때문에 소위 한 국가의 우주개발을 ‘완성’하는 사업이라고 할 수 있다. 발사체 개발 또한 전형적인 거대과학이라고 할 수 있는데, 정부는 우리나라 최초의 우주 발사체인 소형위성발사체(KSLV-1)를 올해 말 전라남도 고흥의 나로우주센터에서 발사할 예정이다. 현재 발사체 기술을 보유한 국가는 프랑스, 미국, 중국, 일본 등 7개국으로 발사체는 세계 우주개발 경쟁에서 우위를 확보할 수 있는 핵심 분야다. 현재 소형위성발사체는 성공적 발사를 위한 막바지 준비에 여념이 없으며 올해 말 우리 땅에서 우리 힘으로 개발한 발사체가 성공한다면 명실상부한 세계 10위권의 우주강국 진입의 발판을 마련하게 될 것이다. 또 다른 거대과학 분야로 핵융합에너지를 들 수 있다. 핵융합은 화석연료 고갈과 지구온난화를 동시에 해결할 수 있는 이른바 ‘미래 청정 에너지원’이다. 특히 에너지 수입의존도가 97%에 달하는 우리나라의 경우 ‘3차 오일쇼크’라 불리는 초고유가에 대비하는 대안에너지 개발은 무엇보다 시급한 과제이다. 정부는 그동안 환경 친화적이고 안전성이 뛰어나며 자원 고갈의 걱정이 없는 핵융합 에너지개발을 지속적으로 추진해 왔다.1996년 핵융합연구장치인 KSTAR의 개발에 착수해 2007년에 완공, 전세계의 주목을 받았으며 이러한 기술력을 바탕으로 선진 7개국만이 참여하는 국제핵융합실험로(ITER) 개발에 뛰어들었다. 정부는 최초의 국제 대형 프로젝트인 핵융합실험로 사업을 통해 인류의 에너지문제를 근원적으로 해결할 수 있도록 지원과 협력을 아끼지 않고 있다. 21세기는 지식기반시대다. 자원보유 여부가 국가의 부를 결정하던 과거와는 달리 창조적 지식과 정보가 국가경쟁력을 결정하는 시대인 것이다. 우리나라가 거대과학에 집중해야 하는 이유가 여기에 있다. 거대과학은 투자대비 결과물 산출기간이 길고 엄청난 예산과 기술력이 필요하다. 그렇지만 국가 이익 증진 및 국제사회에서의 지위 향상을 위해 필수적인 분야이다. 이제 미래 기술강국을 준비하는 시각과 이에 대한 전략을 세워 거대과학기술에 집중해야 한다. 그것이 우리나라가 자원빈국에서 기술부국으로 거듭나는 길이다.

거대과학이 가져오는 엄청난 파급효과를 감안하면 국가마다 “우리도 거대과학을 해서 선진국이 되자.”는 구호를 내걸지 않는 이유가 궁금해진다. 이는 일부 선진국, 특히 미국과 러시아가 수십년간 ‘유이한´ 거대과학 강국이었던 것과 같은 답을 갖고 있다. 바로 비용과 투자기간 때문이다. 거대과학의 최정상에 있는 미국은 케네디 대통령 이후 1960∼70년대 승승장구하던 아폴로 프로젝트를 18호에서 중단해야 했다. 중간중간 반복되는 실패와 그로 인한 엄청난 비용을 감당할 수 없었기 때문이다. 옛 소련도 미국에 대항하기 위한 우주왕복선 개발 계획을 세웠지만, 한번도 발사하지 못하고 접어야 했다.1990년대 초 통일장이론을 검증하기 위한 입자가속기 ‘초전도 초충돌기’ 건설계획은 미국 내 재정악화로 2조원 이상을 투자한 후 중단됐다. 일본 역시 중국의 유인 우주선 발사 성공 후 시도한 대형 로켓이 발사 직후 폭발하면서 한동안 내홍을 겪어야 했다. 거대과학은 대표적인 ‘하이리스크’ 연구다. 전혀 새로운 분야를 개척하는 만큼 엄청난 비용과 시간이 소요되지만, 그 결과물이 어떨지는 아무도 확신할 수 없다.10년 이상을 투자하고도 뜻한 결과물을 얻지 못하는 경우가 허다하다. 당연히 이같은 연구 분야에 수익성을 추구하는 기업이 투자할 리 없기 때문에 전세계 어디서나 거대과학의 주체는 국가가 되게 마련이다. 따라서 거대과학의 성공 여부는 국가가 투자하는 비용, 즉 세금사용에 대한 국민적 저항을 어떻게 극복하느냐에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 한국에서도 KSLV-1과 KSTAR 등 거대과학이 본격화되면서 연구결과물에 대한 비판이 끊이지 않는다. 실제로 KSLV-1의 경우 당초 지난해 발사예정이었지만 올해로 순연된 상태이고,KSTAR에 대해서도 2045년 상용화가 가능하겠느냐는 의심을 보내는 사람이 많다. 또 연간 수백억원이 넘는 투자비용은 매년 국정감사철이 되면 해당 기관장들을 질책하는 국회의원들의 무기가 된다. 과학계 관계자들은 선진국처럼 ‘국민적 이해도’를 높일 수 있는 설득전략의 필요성에 대해 강조한다. 미국의 경우 거대과학 진행 과정에서 생긴 결과물이 실제 생활에 유용한 상품이 돼 돌아오기 때문에 국민적 저항이 크지 않은 것으로 알려져 있다. 아든 비먼트 미 국가과학재단(NSF) 총재는 “초등학생부터 일반 시민에 이르기까지 과학연구의 중요성을 알리기 위한 다양한 방안이 마련돼 있다.”면서 “무조건적으로 일을 진행한 후 설득하는 것보다는 초기 단계부터 철저한 대국민전략이 필요하다.”고 조언했다. 백홍열 항공우주연구원장은 “새로운 역사를 개척하는 과정에서 약간의 시행착오나 실패는 불가피한 측면이 있다.”면서 “실패에 대한 질책을 과학자들이 두려워하게 되면 결코 앞으로 나갈 수 없다.”고 말했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

갈릴레이, 뉴턴으로 대표되는 근대과학과 현대과학의 가장 큰 차이점은 어디에 있을까. 과학사 전문가들은 ‘복잡성’과 ‘규모’를 꼽는다. 뉴턴이나 갈릴레이가 실험실 또는 연구실에서 혼자만의 힘으로 과학의 역사를 썼다면, 현대의 과학자들은 대규모의 실험을 통해 신기술을 개척한다. 특히 우주개발, 원자력, 핵융합 등 최소 수천억원의 비용이 들어가고, 수십년에 걸친 오랜 시간이 소요되는 과학은 ‘빅사이언스’ 또는 ‘거대과학’으로 불리며 과학선진국의 전유물처럼 여겨져 왔다. 최근 한국을 비롯해 일본, 중국, 인도 등도 거대과학의 영역에 뛰어들고 있다. 거대과학은 과연 우리에게 무엇을 가져다 줄까. ●아폴로 프로젝트, 생활 바꿔 전문가들은 본격적인 거대과학의 시작으로 1940년대 진행됐던 미국의 맨해튼 프로젝트를 꼽는다. 제2차 세계대전이라는 국가적 위기 상황을 타개하기 위해 수많은 노벨상 수상자를 포함한 최고의 과학자들이 모인 이 프로젝트의 궁극적인 목표는 원자폭탄 개발이었다. 이 프로젝트에는 원자폭탄의 설계와 제조는 물론 우라늄, 플루토늄, 발사체 등 수많은 신기술이 필요했기 때문에 미국 내 대부분의 연구소와 기업이 모두 달려들다시피 했다. 원자폭탄의 개발에 성공해 세계대전을 종식시킨 미국이 맨해튼 프로젝트를 통해 얻은 것은 이뿐만이 아니었다. 프로젝트에 참여했던 국가연구소와 기업들이 획득한 노하우를 하나둘씩 현실에 적용하기 시작하면서 전세계인의 삶을 바꿔 나가기 시작한 것이다. 원자력 발전과 방사광가속기는 물론 이때 얻어진 로켓발사 기술은 향후 우주개발의 원동력이 됐다. 당시 플루토늄 추출을 전문적으로 연구하던 오크리지 연구소는 현재 에너지국 산하의 최대 연구소로 전세계 에너지 기술 개발을 주도하고 있다. 무엇보다 미국인들은 과학기술로 세계를 주도할 수 있다는 믿음을 가슴 깊이 새기고 1등 국민이라는 자부심을 갖게 됐다. 1950년대 말부터 시작된 미국과 소련의 우주개발 경쟁도 거대과학의 중요한 역사다. 인류 최초의 인공위성 스푸트니크 1호와 최초 우주비행사 유리 가가린의 등장으로 우주 개발에 있어서 ‘최초’라는 타이틀을 소련에 내준 미국은 자존심에 깊은 상처를 입었고, 이는 인류의 ‘꿈’이었던 달탐사로 이어졌다. 달탐사의 대명사가 된 아폴로프로젝트 또한 인류의 일상생활을 획기적으로 바꾼 결과물들을 내놓았다. 우주인들의 식수문제를 해결하기 위해 미항공우주국(NASA)이 개발한 여과장치는 정수기의 모체가 됐고, 극한 상황에서 우주선과 우주인의 안전을 위해 개발된 단층촬영기술, 화재경보장치, 선글라스 등도 아폴로프로젝트를 통해 세상에 나왔다. 특히 아폴로프로젝트에서 사용된 디지털 신호처리 및 화상기술은 컴퓨터 단층장치(CT)와 자기공명영상(MRI)과 같은 의료기기의 탄생을 이끌면서 인간 수명을 연장시키는 결과로 이어졌다. 아폴로프로젝트에서 얻어진 NASA의 특허는 3000여건으로 이중 1300여건이 민간상품으로 개발됐다. ●한국, 힘찬 행보 시작 미래학자 앨빈 토플러는 베스트셀러 ‘부의 미래’에서 “우주개발 분야에서 1달러를 투자하면 그 경제적 효과는 7∼12달러에 달할 것”이라며 “우주 공간으로의 도약이 부의 혁명적 전환을 가져올 것”이라고 전망했다. 냉전종식 이후 경제적 어려움을 겪는 와중에도 러시아는 ‘소유스’와 국제우주정거장을 통해 꾸준한 결과물을 내놓고 있으며 일본과 중국, 인도 역시 최근 우주개발 시장에 적극적으로 뛰어들고 있다. 한국도 최근 한국형 로켓 KSLV-1과 핵융합실험로 KSTAR를 내세워 거대과학 시장에 도전장을 내밀었다. 미래를 장담할 수 없지만 과학기술을 기반으로 한 선진국 반열에 올라서기 위한 도전임에 분명하다. 정부와 항공우주연구원은 소형 위성부터 차근차근 단계를 밟아 2025년에는 달탐사선을 띄울 예정이다. 올해에만 정부가 주도하는 10조원가량의 연간 연구개발(R&D) 사업 가운데 3% 수준인 300억원이 우주개발이라는 단일 사업에 투자된다. 장기적으로는 세계 각국이 연합해 100조원가량을 투자하고 있는 국제우주정거장(ISS)에도 참여가 확실시된다. 정부가 추진하고 있는 과학기술비즈니스벨트의 중심에 자리잡을 가속기 역시 대표적인 거대과학이다. 한 기에 건설비용만 수조원이 소요되는 가속기는 기초과학과 응용과학 분야에서 동시에 성과를 낼 수 있는 흔치 않은 기계다. 남극과 북극기지 역시 자원개발의 교두보를 마련한다는 측면에서 단순 연구차원으로 무시할 수 없는 중요성을 가지고 있다. 교육과학기술부 이문기 거대과학지원관은 “거대과학에 대한 투자가 선진국으로 가는 밑거름이 되는 것은 분명하다.”면서 “과거 미국과 러시아 위주로 진행되던 거대과학이 일본, 중국, 인도 등 전세계 국가들의 각축장으로 바뀐 점에 주목해야 한다.”고 강조했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr