인공태양이란 수소 원자핵이 헬륨으로 바뀌며 에너지가 생성되는 핵융합 과정의 열에너지로 전기를 생산하는 장치로 보통의 수소보다 2배 정도 무거운 중수소를 이용한다. 중수소는 석유 8t에 해당하는 에너지를 얻을 수 있으며 온실가스와 방사능 등의 핵폐기물도 생성되지 않는다.

문제는 이러한 핵융합 반응을 인공적으로 발생시키는 것이 매우 어렵다는 것이다. 태양보다 중력이 매우 약한 지구에서는 1억℃ 이상의 초고온 플라즈마 상태를 만들고, 또 유지시켜야 하기 때문이다.

플라즈마 상태란 고·액·기체를 넘어서는 제4의 상태를 뜻한다. 과거 미국, 일본, 유럽이 1억℃까지 올리는 데 성공했지만, 유지시간은 약 7초 정도에 불과했다.

그러나 우리나라가 후발주자임에도 불구하고 최근 20초라는 최장기록을 달성했다. 이는 10여 년간 대략 2만 5860여 번 실험의 결과이다.

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한국핵융합에너지연구원의 윤시우 KSTAR(핵융합장치)연구센터장은 지난 24일, KSTAR를 이용한 플라즈마 실험에서 1억℃ 초고온의 플라즈마를 20초 이상 연속 성공했다고 밝혔다.

KSTAR는 2018년, 1억℃ 초고온의 플라즈마 1.5초 가동에 성공한 이후 매년 신기록을 경신해왔다.

그동안 다른 장치의 한계와 핵융합로 내 안정적 초고온 플라즈마를 장시간 유지할 수 있는 기술을 확보하지 못했기에 10초 이상의 벽을 넘지 못해왔다.

윤시우 센터장은 이번 성과가 장시간 고성능 플라즈마 운전기술 확보를 위한 중요한 전환점이 될 것이라고 말했으며, 함께 진행한 서울대 나용수 교수는 이번 실험의 성공으로 핵융합에너지 실현을 위한 핵융합로 운전기술 개발에 한 걸음 더 나아가게 됐다고 설명했다.

한국은 2007년 KSTAR를 완성한 이후 세계적으로 인정받았고, 이후 핵융합 선진 7개국으로 구성된 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트에 기여해 오고 있다.

KSTAR의 목표는 초고온 플라즈마를 300초간 연속으로 운전하는 것으로, 최종 목표를 달성하면 핵융합발전소를 연중 쉬지 않고 운전할 수 있게 된다.

이를 위해 내년, 30초, 23년에는 50초, 24년에는 100초로 진입한다는 계획을 세워 2025년에는 초고온 플라즈마 300초 운전에 도달하겠다고 밝혔다.