[생활 과학] 35억달러 투입 '인공 태양' 연구, 첫 실전 실험 코앞···'희대의 사기냐 역사적 업적이냐' 아직도 논란

"핵융합의 핵심 장치인 초대형 레이저 개발 NO"
"자체 개발 192개 레이저 결합해 출력 60배 높여"

'바닷물 한 컵에서 수천 톤의 석유와 맞먹는 에너지를 뽑아낸다?' 희대의 사기꾼들이나 늘어놓을 법한 허황된 얘기 같지만 사실 이론적으로는 충분히 가능하다.

바닷물에 녹아 있는 중수소와 삼중수소를 이용해 핵융합 반응을 일으키면 일반인들은 상상도 못할 큰 에너지가 나온다. 문제는 태양 표면에서 이런 반응이 일어난다 해서 '인공 태양' 연구로도 불리는 이런 핵융합 반응을 어떻게 실용화하느냐는 것이다.

미국은 이 분야 연구에서 가장 앞선 국가다. 한국이나 일본 중국 등도 뒤를 따라가고 있지만 무엇보다 투자 규모에서 미국에는 어림없는 상태다.

샌프란시스코에서 동쪽으로 차로 1시간 거리에 위치한 로렌스 리버모어 연구소. 최근 10여 년 사이 미국의 핵융합 연구의 중심지로 부상한 이 연구소가 과학계의 주목을 끌고 있다.

미국민의 세금 35억 달러가 투입되고 있는 이 연구소의 핵융합 연구 1차 설비가 최근 완공돼 최초의 실전 실험을 앞두고 있기 때문이다.

연구소측은 앞으로 약 10년 후면 전기회사들이 자신들이 만든 핵융합 설비를 이용해 발전장치를 설치하기 시작할 것이라고 밝히고 있다.

그로부터 또다시 10년 후인 2030년경에는 미국인들이 핵융합 발전 장치에서 나온 전기를 사용할 것이라고 예상하고 있다.

하지만 미국 과학계의 한편에서는 이 연구소의 핵융합 연구를 사실상 '사기'와 비슷하게 보는 시각이 여전히 존재한다.

핵물리 전문가인 토마스 코크란 박사는 "핵융합의 핵심 장치인 초대형 레이저 개발이 어렵고 초대형 레이저를 개발한다고 해도 그 개발 및 운전 비용 때문에 실용성이 없다"고 단언한다.

연방 정부의 각종 핵 관련 프로젝트를 자문해온 코크란 박사는 로렌스 리버모어 연구소가 97년 핵융합 연구를 시작할 때부터 죽 지켜 본 대표적인 인물 가운데 하나다.

또 다른 물리학자로 해군 연구소에서 레이저를 연구하다 은퇴한 스티븐 보드너 박사는 "대형 레이저로 아주 작은 핵융합 대상 물질을 쏘기가 어려울 것"이라며 "로렌스 리버모어 팀은 이런 문제를 경시하고 있다"고 말했다.

그러나 500명 과학기술자를 이끌며 핵융합 연구를 지휘하고 있는 로렌스 리버모어의 에드워드 모지스 박사는 이런 반박들을 일축한다. 그는 "예상되는 모든 문제들을 해결해 왔다. 핵융합 프로젝트에 반대하는 사람들은 60년대 70년대의 사고에 사로잡혀 새로운 개가들을 인정하지 않으려 한다"고 말했다.

로렌스 리버모어 연구소의 핵융합 설비의 핵심은 초대형 레이저다. 중수소와 삼중수소의 핵이 서로 들러붙게 하려면 엄청난 에너지가 필요한데 레이저로 쏘아줌으로써 이를 가능케 하는 것이다.

연구소측은 자체 개발한 192개의 레이저를 결합해 지금까지 존재한 지구상 최고 출력의 레이저보다 60배 가량 강력한 에너지를 낼 수 있도록 했다.

이 레이저를 직경 30피트 가량의 커다란 공처럼 생긴 특수장치에 일시적으로 쏘아 넣는다.

특수장치 안에는 콩알만한 크기의 중수소와 삼중수소를 혼합한 덩어리가 놓이게 된다.

내년 중에 이뤄질 실제 레이저 실험이 성공한다면 과학사에 획기적 한 획이 될 것은 분명하다.

그러나 문제점이 드러난다면 허황된 과학자들의 제안에 정부 관리들이 놀아났다는 비판을 면하기 힘들다.

한편 로렌스 리버모어의 핵융합 연구는 플라즈마 장치를 이용한 한국이나 중국 일본 등의 핵융합 연구와 방식이 크게 다른 것으로 이들 국가의 주목을 받고 있다.

플라즈마 장치를 이용한 실험은 길게는 수십 년 전 시작돼 엄청난 예산이 투입됐지만 아직 실용화까지는 요원한 실정이기 때문이다.

김창엽 객원기자