미국 캘리포니아주 리버모아에 설립된 국립점화설비연구소(NIF)가 레이저를 활용한 핵융합 성공을 눈앞에 두고 있다고 국제학술지 ‘네이처’가 1월 29일자 온라인판에 보도했다.NIF는 핵융합이 일어나는 태양 내부와 비슷한 환경을 만들기 위해서 레이저 광선으로 1억 °C의 고온과 지구 중심보다 수천 배 높은 고압을 만들었다.
레이저 핵융합은 100㎛(마이크로미터, 1㎛는 100만 분의 1m) 크기의 알루미늄 구슬에 수소를 액체나 고체 형태로 압축해 넣고 192개의 레이저 빔을 동시에 쏴서 발생시킨다. 구슬에 충격파가 가해지면 내부 온도와 압력이 점점 높아져 수소가 기체로 변하고, 전자와 원자핵으로 분리된 플라스마 상태가 된다. 이때 원자핵들끼리 부딪혀 핵융합이 일어나 에너지를 발생시킨다.
연구팀에 따르면 레이저 핵융합 반응의 에너지 효율은 화석연료에 비해 월등히 좋다. 중수소, 삼중수소에 의한 핵융합의 경우, 1kg의 연료에서 약 8g의 질량이 줄어들 때 나오는 에너지가 석유 8000t과 맞먹는다. 게다가 연료로 쓰이는 중수소는 바닷물에서 얻을 수 있기 때문에 고유가 시대를 헤쳐 갈 차세대 에너지원이 될 수 있다.
하지만 이런 방식의 핵융합 반응은 아직 개발 단계에 머무르고 있어 발전소에서 실제 활용되기까진 시간이 걸릴 것으로 연구팀은 예상했다. 현재는 초전도 자석의 자기장을 이용해 수소기체를 가둬 놓고 압력과 온도를 높이는 자기(magnetic)핵융합 방식을 쓰고 있다. 한국원자력연구원 역시 지난해 7월 고에너지 레이저 시설을 대전에 구축하고 레이저 핵융합을 위한 기초연구를 진행 중이다.
