중국, 세계 최초 인공태양 국제표준 선점, 초전도체 장악 가능성도

중국의 소형 핵융합 에너지 실험 장치인 BEST(BEST는 'Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak)의 건설 모습 [사진=신화사·연합]

중국이 '꿈의 에너지'로 불리는 인공태양 분야에서 국제 표준을 선점했다.

12일 중국 관영 신화사에 따르면 국제표준화기구(ISO)는 중국이 주도해 제정한 'ISO 19991:2026'을 국제표준으로 공식 지정했다고 발표했다. 표준의 명칭은 '핵융합 기술-실험 자기장 구속 핵융합 시설-핵융합 장치를 위한 초음속 분자빔 주입 연료공급 기술'이다. ISO가 핵융합 연료 공급 분야에서 제정한 첫 국제표준이다. 

이번 국제 표준의 대상은 '초음속 분자빔 주입(SMBI)' 기술이다. 해당 기술을 사용하면 수소 계열 연료를 초고온 플라즈마가 만들어지는 핵융합 장치 안으로 빠르고 정밀하게 밀어넣을 수 있다. 핵융합은 중수소와 삼중수소 같은 가벼운 원자핵을 초고온 플라즈마 상태에서 융합시키고, 융합 과정에서 에너지를 얻는다. 플라즈마를 안정적으로 유지하려면 필요한 양의 연료를 적절한 위치와 속도로 계속 공급해야 한다. 중국의 SMBI는 고속의 분자빔을 만들어 플라즈마 내부로 깊숙하게 주입함으로써 연료 공급의 속도와 방향성을 높이는 것이 특징이다. SMBI 기술을 사용하면 연료 공급 효율이 높고 입자 재순환이 적어 플라즈마의 연료 밀도를 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 

이 기술은 중국핵공업그룹(CNNC) 산하 핵공업서남물리연구원이 개발을 주도했으며, 국내외 10여 개 자기장 구속 핵융합 실험장치에 적용됐다. 이번 ISO 표준은 연료 주입 시스템의 구성과 핵심 성능, 시험 및 검사 방법, 설계·시험·검수·운영에 필요한 기본적인 기술 요구사항을 포함하고 있다. 중국은 이번 국제표준 선점으로 인해 핵융합 연료 주입 분야에서의 세계 최정상급 기술을 보유하고 있음을 증명했다는 평가가 나온다. 

이 밖에도 핵융합 발전소 건설을 위해서는 초전도 자석, 플라즈마 제어, 디버터, 내방사선 소재, 삼중수소 생산·회수, 열 제거, 원격 유지보수 등의 기술 난제가 쌓여 있다. 중국은 이 중 초전도 자석, 플라즈마 제어, 핵융합 장치 제조 등의 분야에서 상당한 경쟁력을 확보한 상태다. 중국이 향후 초전도체 제조 분야에서 국제표준을 선점할 가능성도 거론되고 있다. 

한편 인공태양은 바닷물에 무한하게 존재하는 중수소와 삼중수소를 이용해 전기를 생산하며, 공해를 배출하지도, 방사성 오염물질을 배출하지도 않는다. 때문에 인공태양은 '꿈의 에너지'로 불린다. 상용화되기까지는 상당한 시간이 소요될 것으로 예상되고 있다.