중국, '인공태양' 핵융합로 핵심소재 세계 첫 인증

입력 : 2016.12.11 12:27 | 수정 : 2016.12.11 23:36

중국, 핵융합로 내벽 소재 개발 국제인증 획득… “첫 생산허가 받은 것”
양자통신 이어 원천기술 분야에서도 세계 선두에 나서고 있음을 보여줘

중국이 ‘인공태양’으로 불리는 핵융합로의 핵심 소재를 개발했다. 세계 처음으로 양자통신 위성을 쏘아올린데 이은 것으로 원천기술 분야에서도 중국이 선도하는 위치에 오르고 있음을 보여준다.

중국 관영 CCTV는 10일 중국 핵공업시난(西南)물리연구원의 연구진이 12년에 걸쳐 자체 개발한 신소재가 ‘인공태양’의 핵심소재로 세계 처음 국제인증을 받았다며 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)란 국제 핵융합 연구 프로젝트에 보낼 예정이라고 보도했다. CCTV는 인증을 해준 곳을 권위있는 기구로만 묘사하고 구체적인 기관명은 밝히지 않았다.

이번에 개발된 신소재는 평방미터당 4.7조와트의 열량을 견뎌냈다고 CCTV는 전했다.한순간에 1kg의 철강을 녹여낼 수 있는 열량을 이겨낸 것이다.핵융합로의 핵심부품인 첫번째 내벽 소재로 사용될 예정이다. 

ITER는 1980년대 후반 국제원자력기구(IAEA) 지원으로 우리나라를 비롯해 미국, 유럽연합, 일본, 러시아, 중국, 인도가 공동으로 프랑스에서 수행하고 있는 국제 핵융합 에너지 연구 프로젝트이다. 세계 최대 토카막(Tokamak) 형태의 융합원자로가 있다.핵융합은 인류의 미래 에너지원 문제를 해결할 수 있는 기술로 주목받고 있다.

토카막은 핵융합 때 물질의 제4상태인 플라스마 상태로 변하는 핵융합 발전용 연료기체를 담아두는 용기(容器)다. 2019년까지 통제 가능한 핵융합 기술을 확보하고, 2035년에 운행하는 것을 목표로 하고 있다.

천지밍(諶繼明) 핵공업시난물리연구원 핵융합및 재료연구실 주임은 “세계에서 처음으로 고온의 부하실험을 통과했음을 국제인증을 받은 것은 처음으로 생산허가증을 받은 것이라고 얘기할 수 있다”며 “중국이 ITER에 매우 큰 공헌을 한 것”이라고 평가했다.

▲ 프랑스 파리에 건설되고 있는 핵융합로 /중국 CCTV

중국은 2006년부터 ITER에 참여해왔다. 중국은 미국 러시아 유럽연합(EU) 일본 한국 인도 등 총 7개 국가와 지역이 참여하는 전체 과제의 10%를 책임지고 있다. 하지만 이번 기술 개발은 난도가 가장 높은 기술개발 중하나라고 CCTV는 전했다.

이번에 개발한 신소재는 샌드위치 같은 형태를 띠고 있다. 스테인리스강과 고순도 금속 사이에 구리합금를 넣었다. 이들 금속의 결합을 종전 다른 나라 과학자들이 수행해온 일반적인 용접기술과는 전혀 다른 방식으로 수행해 고온에서도 틈이 벌어지지 않게했다고 CCTV는 전했다. 진공상태에 이들 금속을 넣어 압력과 열을 동시에 가해 고압과 고온상태에서 결합하도록 했다는 것이다.

천 주임은 “ITER에 처음 참여했을 때 중국의 수준은 20년 뒤졌지만 2010년에 따라잡았다”며 “이번에 처음으로 국제인증을 받은 기술을 확보한 것은 이 분야에서 중국이 앞서가기 시작했음을 보여주는 것”이라고 말했다. 중국은 ITER 참여와는 별개로 독자적인 핵융합로 개발에도 나서고 있다.

중국은 핵융합 연구에 600여명의 연구인력을 투입하는 등 막대한 자본과 인해전술식 연구를 통해 원천기술 확보에 나서고 있다.

▲ 핵융합로의 핵심 소재 개발에 성공한 중국 핵공업시난물리연구원의 연구원 /중국 CCTV

중국은 앞서 지난 11월 3년간의 노력 끝에 안후이(安徽)성 허페이(合肥)에서 상하이(上海)까지 구간(712㎞)에 도·감청을 원천적으로 차단할 수 있는 양자(量子)통신 네트워크 건설을 마무리했다고 신화통신이 전했다.

총 11개 기지국을 보유한 이 구간은 연내 개통이 예상되는 베이징(北京)과 상하이를 잇는 2000㎞ 통신망의 일부로 세계 첫 양자통신 상용화에 박차를 가하고 있음을 보여준다는 평가를 받는다.

▲ 중국이 8월 세계 처음으로 양자통신 위성을 쏘아올리고 있다. /연합뉴스

“양자통신은 도·감청이 원천적으로 불가능해져 인류의 보안 체계에 새로운 패러다임을 제공할 것”(신화통신)이라는 평가가 나온다.

양자통신은 기존의 전파 대신 레이저를 쏘는데 , 이 레이저 안에 암호가 들어 있는 광자(光子, photon)를 실어 보낸다. 빛의 최소단위인 광자는 양자의 일종으로, 누군가가 엿보려는 순간 다른 형태로 변해버리는 특성이 있다.

양자통신은 이 같은 성질을 이용해 암호를 양자에 담아 보낸다. 비눗방울로 이뤄진 신호를 보내, 누군가 그 신호를 읽으려 비눗방울을 건드리는 순간 터져버리게 하는 원리와 비슷하다.

상하이시는 양자통신 시범망을 푸둥의 루자주이(陸家嘴)구에 우선 적용하는 방안을 추진중이다. 중국은 앞서 지난 8월 16일 세계 처음으로 양자위성 '묵자'(墨子)호를 발사한 바 있다.

중국과학기술대학 상하이연구원의 장창(張强)교수는 최근 중국과학보와의 인터뷰에서 “향후 5~10년 중국은 천지(天地)가 일체화된 양자통신망을 구축해 글로벌 양자통신을 실현하게 될 것”으로 기대했다.

양자통신 기술은 상하이시가 주도하고 있다는 평가를 받는다. 상하이는 2003년부터 이미 1억2000만위안을 투입해 양자 관련 프로젝트 200여건을 지원했다. 8월에 발사된 세계 첫 양자통신 위성과 교신하면서 실험을 할 과학실험중심도 중국과학기술대학 상하이연구원에 설치됐다.

중국과학원 상하이기술물리연구소와 상하이 초소형위성공정중심,푸단대 양자조정실험실 등 상하이의 많은 연구기관이 양자통신 연구에 참여하고 있다. 상하이기술물리연구소의 경우 2009년부터 중국과학기술대 등과 함께 칭하이의 호수에서 양자통신 관련 실험을 하며 기술을 축적해왔다.

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