핵융합발전
Nuclear fusion power generation
태양에서 일어나는 핵융합 반응을 지상에서 구현해 전기를 생산하는 기술이다. 핵융합의 에너지 발생 원리는 핵분열과 정반대다. 태양처럼 섭씨 1억도 이상의 초고온과 높은 압력에서는 수소 원자핵(주로 중수소와 삼중수소)이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 변하며, 이 과정에서 질량 결손이 발생해 막대한 에너지가 방출된다. 방출된 에너지를 열로 변환해 발전 터빈을 돌리는 방식이다. 핵분열 기반 원자력 발전과 달리 방사성 폐기물이 거의 없고, 사고 시 연쇄 반응이 일어나지 않아 상대적으로 안전하다는 평가를 받는다. 찬성론자들은 핵융합 발전이 화석연료 의존도를 줄이는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.
연료로는 바닷물에서 풍부하게 얻을 수 있는 중수소와 리튬에서 생산하는 삼중수소가 사용된다. 연료 확보가 비교적 용이하고, 에너지 효율도 기존 발전 방식보다 월등히 높다는 평가다.
이론적으로 화력발전에서 약 300만 톤의 석탄으로 얻는 에너지를 100㎏의 중수소와 3t의 리튬만으로 생산할 수 있으며, 핵융합 연료 1g으로 석유 8t에 해당하는 에너지를 낼 수 있다. 욕조 절반 분량의 바닷물에서 추출한 중수소와 노트북 배터리 한 개에 들어가는 리튬만으로 한 사람이 약 30년간 사용할 수 있는 전기를 생산할 수 있다는 분석도 있다.
현재까지 상용화된 발전 방식(화력·원자력·태양광·풍력 등)과 비교해 보면, 핵융합은 이산화탄소(CO₂)를 배출하지 않고, 방사성 폐기물이 거의 없으며, 자원 고갈 우려가 적다는 장점이 있다.
다만, 핵융합 반응을 안정적이고 지속적으로 유지하기 위한 '플라즈마 상태'를 수천만 도 이상의 초고온에서 장시간 제어하는 기술적 난제가 남아 있어 아직 실용화 단계에 이르지 못했다.
대표적인 연구 프로젝트로는 국제 공동사업인 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor, 프랑스 카다라슈 소재)가 있으며, 2030년대 중 시범 운전, 2050년경 상업화가 목표다.
