국가적 핵융합에너지 연구개발과 상용화 기술확보를 위해 설립된 국가핵융합연구소(이하 핵융합연)가 드디어 독립법인화된다. 그동안 정부 출연연 부설기관 연구소 지위로 연구 등 활동에 한계가 컸던 가운데 지난 4월 29일 국회 임시회에서 ‘과기정출법’ 개정안 통과로 향후 독립법인으로서 각종 연구개발이 더욱 수월해질 것으로 기대되고 있다. 핵융합연 내부적으로는 독립법인 설립에 따른 행정적 지원과 본원과의 토지 및 재산 분할 등의 변경되는 사항을 효율적으로 대응하기 위한 자체 TF를 구성운영 중이다. 이에 본지는 8월호 유석재 국가핵융합연구소장 인터뷰를 통해 독립 연구원으로서의 준비과정과 세계 최초 핵융합에너지 실현을 위한 다양한 연구정책과 사업을 독자들에게 소개하고자 한다.

 

 

소장님 국민께 인사 말씀 부탁드립니다.

국가핵융합연구소 소장 유석재입니다. 코로나19 환경에서 생활이 모두 불편하고 어려운데도 불구하고 대응 과정에서 선진 시민을 의식을 볼 수 있어서 너무도 자랑스럽습니다. 코로나19와 더불어 아직 해결되지 않고 남아있는 기후 및 환경 문제가 있습니다. 이러한 문제의 핵심에 에너지 문제가 있으며, 이를 해결하고자 국가핵융합연구소는 깨끗하고 안전한 미래 에너지인 핵융합에너지를 연구개발하고 있습니다.

 

제5대국가핵융합연구소장직에취임하신 지 900여 일을 맞이하고있습니다. 그간의 소회와현재 집중하고 계신 중요 현안들에관해 말씀 부탁드립니다.

벌써 900일 이상이 지나 버렸습니다. 그동안 앞만 보고 정신없이 달려온 느낌입니다. 취임하면서 반드시 이루고자 했던 일들이 있었습니다. 하나는 독립법인 연구원으로 승격하는 것이고 다른 하나는 핵융합에너지로부터 전기생산 실증을 위한 ‘핵심기술 연구단지’ 기반을 조성하는 것입니다. 그중에 독립법안은 주위의 많은 분의 도움으로 지난 4월 29일 국회 본회의를 통과하여 우리 기관은 올해 11월 20일에 ‘한국핵융합에너지연구원’으로 새로이 출범하게 됩니다.

독립법안이 통과되고 새로이 한국핵융합에너지연구원 설립을 준비하다가 보니 공적인 현안과 사적 현안이 동시에 생기게 되었습니다. 공적으로는 본원과의 토지를 포함한 재산 분할 문제입니다. 이 문제는 양쪽 기관의 입장 차가 커서 어려움을 겪고 있습니다. 그리고 사적으로는 임기 중에 새로이 기관장 공모에 다시 지원해야 하는 부담을 안고 있습니다. 계획하고 추진해 오던 일들을 지속성을 가지고 잘 마무리할 기회가 주어졌으면 합니다.

 

국가핵융합연구소의핵심 기능 및 주요사업은 무엇인가요.

국가핵융합연구소는 인류의 미래 에너지로 기대되고 있는 핵융합에너지 연구개발과 상용화 기술 확보를 위한 연구개발을 수행하고 있습니다. 주요사업으로 한국의 인공태양이라 불리는 초전도핵융합연구장치 KSTAR를 활용하여 초고온 고밀도 플라즈마를 장시간 유지할 수 있는 운전기술 개발, 핵융합에너지 생산 실증을 위해 국제 공동으로 개발하고 있는 국제핵융합실험로 ITER 사업의 참여, 핵융합에너지로부터 전력생산 실증을 위한 한국형 핵융합실증로 K-DEMO 기술개발, 그리고 국가 현안 해결 및 신산업 창출을 위한 플라즈마 원천 및 응용기술 개발에 노력하고 있습니다.

 

소장님께서 취임 당시 핵융합에너지 개발을 통한 안전한 미래 에너지원 확보를 위한 ‘핵융합실증로(DEMO) R&D 추진을 대비한 연구 기반 확립’, ‘핵융합 난제 분야 인공지능(AI) 활용 등의 4차산업 기술 접목’, ‘국제협력 강화를 통해 전략 기술 확보와 전문인력 양성 확대’, ‘연구조직의 유기적 결합 강화’ 등의 비전 및 과제들을 제시하셨습니다. 관련한 그간의 성과와 현재까지 노력하고 있는 부분들이 있다면 말씀 부탁드립니다.

한국형 핵융합실증로(K-DEMO) R&D 연구 기반 확립을 위해서 우선 기술개발 로드맵을 준비하고 있고, 다른 한편으로는 이를 실행할 수 있는 핵심기술 연구단지 구축을 위한 노력을 하고 있습니다. 기술개발 로드맵은 과기부와 협업으로 진행하고 있으며 구체화 되는대로 국내 핵융합 커뮤니티에 공개하여 의견 청취와 토론을 거쳐서 마무리하려고 합니다.

핵융합 난제 분야 인공지능(AI) 활용 등의 4차산업 기술 접목과 관련해서 AI의 핵심기술 중의 하나인 머신러닝 방법을 통하여 핵융합로에서 발생할 수 있는 플라즈마 붕괴 현상을 사전에 예측하여 안전 운전기술을 확보하려고 노력하고 있습니다. 그리고 1 페타플롭 급 슈퍼컴퓨터를 성공리에 구축하여 본격적으로 시뮬레이션 기반 가상 핵융합 연구장치 개발을 시작할 수 있게 되었습니다. 이와 더불어 선제적으로 가상 KSTAR를 만드는 일을 정부의 지원으로 산업체, 대학, 등과 컨소시엄을 구성하여 추진하고 있습니다.

국제협력 강화와 전문인력 양성 확대를 위해서 ITER기구에 파견인력을 매년 점차로 증가시키고 있습니다. 그러나 ITER 기구의 파견은 우리나라에서 보내고 싶다고 해서 인력을 보낼 수 있는 것이 아니라, ITER 기구에서 필요한 분야에 글로벌 공모를 통해서 최고의 전문가를 선발 채용하는 것이기 때문에, 각 분야의 최고 전문가를 전략적으로 양성해야 합니다.

연구조직의 유기적 결합 강화는 연구원 승격 이후에 추진되어야 할 한국형 핵융합실증로 건설을 위한 핵심기술 연구개발에 가장 적절한 연구조직을 구성할 수 있을 것으로 생각하고 있습니다.

 

올해 11월독립 연구원으로 승격을 앞두고 있습니다. 이에 대한 의의와 비전 그리고현재 이를 위해 준비하고 있는점들을 소개 부탁드립니다.

독립 연구원으로 승격하게 되면 저희 기관이 국내 핵융합에너지 연구개발 분야에서 구심체로서 주도적 역할을 할 수 있게 됩니다. 그리고 연구개발의 방향과 비중이 부설기관 아래에서 추진하던 기초원천 연구개발에서 핵융합 실증을 위한 연구개발로 옮겨져 한국형 핵융합실증로(K-DEMO) 건설을 위한 핵심기술 연구개발을 본격적으로 추진하게 될 것입니다. 이러한 변화에 대응하기 위해서 먼저 핵융합에너지의 전력 실증을 위한 한국형 핵융합실증로(K-DEMO) 개발 로드맵을 만들고 있고, 이를 실행하기 위한 핵심기술 연구개발단지 구축 방안을 준비하고 있습니다. 그리고 K-DEMO 건설에 있어 설계를 최적화하고 건설 리스크를 최소화하기 위한 가상 핵융합실증로(Virtual DEMO) 건설을 추진하려고 합니다. 그 시작점으로 ‘가상 KSTAR’ 구축사업을 정부의 지원 및 산학연 컨소시엄을 구성하여 추진하고 있습니다. 또한, 나중에 K-DEMO의 원활한 건설을 위해 중요한 역할을 하게 될 자생 가능한 핵융합 산업생태계를 조성하고 육성하기 위한 기획연구를 수행하고 있습니다.

 

기관에서 집중하고 있는 연구와 그간의 성과는 무엇이 있는지 소개 부탁드립니다.

한국의 인공태양이라 불리는 초전도핵융합연구장치 KSTAR는 2018년 실험에서 핵융합을 위한 핵심 조건인 1억도 초고온 플라즈마 운전에 처음 성공한 이후로, 지난번 실험에서는 이를 세계 최초로 8초 이상을 운전하는 데 성공했습니다. 올 8월부터 시작하는 실험에서는 이를 20초까지 연장하여 초고온 플라즈마 운전 분야에서 새로운 기록을 경신하는 선도적인 연구를 이어나갈 예정입니다. 이 밖에도 KSTAR는 현재 세계에서 가장 활발히 운영되며, 선도적인 연구성과를 내는 핵융합 연구장치로 핵융합에너지 실현을 위해 해결해야 하는 각종 난제 해결을 위한 실험들을 수행하고 있습니다. 특히, 2025년 완공하여 가동을 시작하는 ITER 장치의 성공적인 운영을 위한 사전 실험에 핵심적인 역할을 하고 있어 세계 핵융합 연구자들의 주목을 받고 있습니다.

그리고 핵융합 강국 7개국이 공동으로 수행하고 있는 ITER 사업 역시 건설 공정률이 70%를 넘으면서 성공의 가시권 안에 들어왔습니다. 특히, 지난 5월에는 ITER 장치의 조립 시작을 위해 가장 먼저 필요한 핵심부품인 진공용기 첫 번째 섹터를 우리나라에서 제작하여 ITER 기구로 보내는 데 성공했습니다. 1억도 이상의 초고온 플라즈마가 담기는 그릇 역할을 하는 진공용기는 설계부터 제작까지 장장 10년이 걸릴 정도로 고난이도 기술을 필요로 합니다. 우리 연구진들과 산업체의 협력으로 이루어진 최초 섹터 제작의 성공은 ITER사업 전체의 가장 중요한 마일스톤 중의 하나를 달성한 것입니다. 게다가, 최근에는 우리나라에서 100% 조달을 맡은 ITER 장치 조립에 필요한 조립 장비들의 제작 및 조달을 성공적으로 완료하면서 ITER 장치의 조립이 본격적으로 시작될 수 있는 준비가 되었습니다. 2025년 ITER 장치 완공을 위해 국내에서 맡은 조달품의 제작과 적시 조달에 노력하는 동시에 ITER 운전 단계를 준비하기 위해 연구 역량 확보에도 힘쓸 계획입니다.

 

남은 임기까지 소장님께서 그리고 계신 국가핵융합연구소의 목표와 비전은 무엇인지 궁금합니다.

취임 초기 목표와 비전은 독립법인 연구원 승격으로 연구 역량을 확대하고 깨끗한 환경과 안전한 미래 에너지원을 제공하는 것을 비전으로 제시했었습니다. 그래서 현재 가장 중요한 일은 취임 시 제시했던 연구성과계획을 잘 마무리하고 독립법인 연구원 승격이 원활히 이루어지도록 노력하는 것입니다. 특히, 본원과 원활하고 순조로운 토지 및 재산 분할과 승계를 이루는 것이 가장 시급하고 절실한 현안입니다. 그리고 독립법인 연구원으로 승격 후에 새로운 목표와 비전이 잘 정립될 수 있도록 준비하는 것입니다. 앞에 말씀드린 바와 같이 핵심은 부설기관으로 있을 때 수행하던 기초원천 연구에서 더 나아가 독립법인 연구원에서는 핵융합 실증을 위한 핵심기술 연구개발에 비중을 두고 추진해야 한다는 것입니다. 그리고 목표와 비전도 이에 맞도록 재설정이 필요할 것입니다.

 

끝으로 국민께 마지막으로 하실 말씀이 있다면?

가까운 미래에 인류의 에너지 문제를 해결할 핵융합에너지는 우리나라가 초강대국으로 우뚝 설 기회를 제공할 것으로 기대하고 있습니다. 우리는 1990년 전후로 아날로그에서 디지털로 패러다임이 급격히 변화하여 디지털화된 국가와 그렇지 못한 국가 사이에 발전의 양상이 바뀌었던 것을 목격하였습니다. 우리나라는 다행히도 디지털화에 잘 적응하여 현재와 같은 경제 성장과 더불어 사회문화적 선진국이 되었습니다. 이와 유사하게 다음에 올 패러다임의 급격한 변화는 에너지 분야에서 나타날 것이고 바로 2035년경에 국제핵융합로 ITER를 통하여 핵융합에너지 생산 실증의 성공으로 시작될 것입니다. 핵융합에너지는 연료가 바닷물입니다. 그리고 바닷물은 어느 나라에나 공평하게 제공되고 있습니다. 그러므로 중요한 것은 바닷물을 에너지화할 수 있는 기술의 확보 여부에 따라 에너지 강국과 종속국으로 나누어질 것입니다. 즉, 에너지 강국의 조건이 영토 내에 우연히 묻혀 있는 자원이 아니라 기술의 확보 여부인 것입니다. 영토 내에 가진 자원은 빼앗길 수도 빼앗을 수도 있지만, 기술은 무형이고 집단의 총체적인 산물이기 때문에 빼앗거나 빼앗길 수 있는 대상이 아닙니다. 게다가 기술의 확보는 많은 개발의 시간이 필요합니다. 그러므로 적시에 기술 확보를 위해서는 이전에 오랫동안 큰 노력과 시간을 투자하고 준비해야 하므로, 적시에 기술을 확보하지 못하고 뒤처진 국가는 다시 따라잡기가 매우 어렵거나 거의 불가능할 것입니다.

이제 핵융합에너지는 먼 미래의 일이 아닌 우리의 가시권 안으로 들어와 있습니다. 지금까지 우리나라는 이 분야에서 급성장하였고 현재 선두 그룹에서 핵융합에너지 실현을 위한 연구를 선도하고 있습니다. 이러한 분위기를 계속 유지하여 세계 최초로 핵융합에너지를 반드시 이 땅에 실현할 수 있도록 많은 응원과 성원해주시면 감사하겠습니다.