"제2, 제3의 KSTAR 나와야"…한인 과학자 '거대 인프라 확충' 한목소리

김범석 서울과학기술대 기계·자동차공학과 교수는 독일 뮌헨 사이언스콩그레스센터에서 열린 '한국-유럽 과학기술학술대회(EKC 2023)' 셋째 날인 17일(현지시간) '거대 연구시설을 통한 연구들(Researches at Large-Scale Facilities)'을 주제로 한 세션에 연사로 참석해 이렇게 말했다.

한국이 유럽과 같은 과학기술 선진국과 어깨를 나란히 하고 글로벌 협력을 유치하기 위해서는 KSTAR와 같은 거대 인프라를 확충해 연구개발(R&D) 역량과 국제적 위상을 키우는 일이 필요하다는 것이다.

KSTAR는 원자핵을 1억도 이상의 플라스마(원자핵과 전자가 분리된 물질) 상태로 유지시켜 핵융합 반응을 이끌어내는 장치다.

'인공태양'이라 불리는 핵융합 발전 상용화를 위해 거쳐야 하는 첫 단계 연구이며 이후 실증로(시범용 발전소)로 넘어가게 된다.

KSTAR 사업을 주도하는 한국핵융합에너지연구원 출신인 김 교수는 특히 한국이 1995년 일찍이 KSTAR 개발을 시작해 기술력을 쌓아온 덕분에 이후 미국, 유럽연합(EU), 일본, 중국, 러시아, 인도 등 강대국들과 함께 ITER 프로젝트에 참여할 수 있었다고 봤다.

그는 "마찬가지로 이제 세계 주요국은 핵융합 반응 실험을 넘어 핵융합 발전소를 짓기 위한 실증 단계를 준비하고 있다"며 "실증 단계에서도 ITER처럼 국제 공동 프로젝트가 충분히 만들어질 수 있다. 이에 대비하려면 또 다른 거대 인프라인 핵융합 실증시설을 독자적으로 확보하는 게 급선무다"고 했다.

마침 과학기술정보통신부는 지난 6월 '핵융합 실증로 설계 준비팀(TF)'을 꾸리고 핵융합 실증로 설계에 본격적으로 착수해 2035년 완료, 세계 주요국과 비슷한 2050년에 실증로를 완공한다는 계획을 발표했다.

세션에 참석한 다른 한인 과학자들도 한국이 거대 인프라를 확충할 필요가 있다고 입을 모았다.

소재 합성, 바이오 연구 등 다양한 분야에 활용되는 방사광가속기가 대표적이다.

유럽연합(EU)의 4세대 방사광가속기인 '유럽 엑스선자유전자레이저(XFEL)' 연구소의 김찬 박사는 "방사선가속기는 쓰임새가 많은 뿐 아니라 다양한 나라에서 수요가 발생하기 때문에 국제 공동연구와 협력 유치를 위해서는 반드시 확충해 나가야 하는 인프라다"며 "가령 한국의 포항 가속기는 유럽 XFEL보다 플럭스(빔 세기)가 약하지만 안정성은 더 높기 때문에 두 가속기로 교차 연구를 하려는 수요가 있다"고 말했다.

노도영 기초과학연구원(IBS)장도 세션 주제에 공감하고 청중석에 앉아 한인 과학자들이 발표를 들었다.

그는 "'라온(RAON·한국형 초전도 중입자 가속기)'과 같은 거대 연구시설은 자연스레 글로벌 인프라로 활용될 수밖에 없다"며 "다른 나라에게 시설을 빌려주느냐, 아니면 빌려 쓰느냐의 차이가 나라의 과학기술 수준을 가른다"고 제언했다.

IBS는 약 1조 5000억 원 예산의 '단군 이래 최대 기초과학 프로젝트'로 불리는 라온을 내년 하반기 정식 가동할 계획이다.

이날 세션에서는 김효정 부산대 교수가 입자가속기의 일종인 '싱크로트론'을 활용한 '유기 금속 페로브스카이트 태양전지' 연구, 김범석 교수 연구팀이 입력 전류가 KSTAR에 미치는 영향에 대한 연구 결과를 발표했고 베네딕트 다우러 영국 다이아몬드 광원 연구소(Diamond Light Source) 박사, 최영관 막스플랑크 고체화학물리연구소 박사, 이현휘 포항가속기연구소(PAL) 박사 등도 거대 인프라를 활용한 연구성과를 선보였다.

(사진=뮌헨(독일) 한국과학기자협회 공동취재단)