우리가 매일 쓰는 전기, 이게 정말 중요하다는 건 다들 알고 있을 거예요. 그런데 이 전기를 어디서 얻느냐가 앞으로 인류의 생존을 결정할 수 있다는 거, 알고 계셨나요?
화석연료는 이제 점점 고갈되고 있고, 원자력 발전도 안전 문제에서 자유롭지 못해요. 이때 등장하는 것이 바로 핵융합 발전입니다. 쉽게 말해, 1억 도짜리 미니 태양을 지구에 만드는 기술이에요. 산업혁명이 인류의 모습을 바꿨듯, 이 핵융합 발전이 에너지 혁명을 불러올 거라 기대되고 있어요.
핵융합 발전이란? — 미니 태양을 만드는 기술
지구가 얼마나 위험한 상태인지 아세요?
지구의 평균 기온이 6도 이상 올라가면 인간이고, 동물이고, 식물이고 아포칼립스급 대재앙이 찾아와요. 문제는 지구 온도가 2도 더 올라가면, 스스로 기온을 더 올려서 그 6도를 막을 방법이 없어지게 돼요.
그런데 2022년 5월 27일 기준으로, 지구의 온도가 이미 1.21도 올랐다고 합니다. 이제 시간이 얼마 남지 않았어요. 핵융합을 성공시키지 않으면 인류는 50년 내로 멸망할지도 몰라요.
핵융합 발전의 엄청난 장점들
입이 벌어지는 엄청난 효율
지금 쓰고 있는 원자력 발전소는 핵분열 방식을 이용해요. 그런데 핵융합 발전은 최소 7배 이상의 효율을 자랑해요. 더 놀라운 건, 1g의 수소로 석유 8000~12500리터에 달하는 에너지를 만들어낼 수 있다는 점이에요. 상상만 해도 엄청나지 않을까요?
안전하다, 그 이상이다
현재 원자력 발전소는 폭발 위험이 있어 대형 사고가 발생하면 치명적이에요. 그런데 핵융합 발전은 그럴 염려가 없어요. 비상사태가 생기면 그냥 발전소가 멈추고 고철 덩어리가 되는 거예요. 쉽게 말해, 여러분 집에 있는 가스레인지가 폭발할 가능성이 더 크다는 말이죠.
친환경의 끝판왕
핵분열을 이용한 원자력 발전보다 훨씬 오염이 적어요. 사실상 오염이 없다고 봐도 될 정도죠. 만약 방사능 물질이 누출된다고 해도 극소량이고, 자연 속에서 금방 사라질 정도예요. 그러니까 지구 환경에도 안전한, 깨끗한 에너지원인 셈이죠.
어디든 지을 수 있다
원자력 발전소는 냉각수 문제 때문에 보통 바닷가 근처에 지어야 해요. 하지만 핵융합 발전소는 그럴 필요가 없어요. 상온 초전도체 덕분에 발열이 일어나지 않거든요. 그래서 대도시 한복판, 서울이나 부산 한가운데 지어도 문제 없어요. 정말 신세계죠!
핵융합의 단점, 그리고 그 해결책
하지만 핵융합에도 단점이 하나 있어요. 바로 연료입니다. 지금까지 성과를 내고 있는 핵융합 방식은 중수소-삼중수소(D-T) 반응이에요. 문제는 중수소는 바다에서 얻을 수 있지만, 삼중수소는 자연적으로 너무 적다는 거예요. 대신, 바닷물 속 리튬을 이용해 삼중수소를 만들 수 있는 방법도 연구 중이에요.
다른 방법으로 중수소-헬륨3 융합 반응을 이용하려는 시도도 있어요. 그런데 헬륨3은 지구에 거의 없고, 우주에서나 풍부하게 존재해요. 그 때문에 인류가 달에 가려는 이유 중 하나도 바로 이 헬륨3 때문이에요. 이 문제를 해결해야 본격적인 핵융합 시대가 열릴 거예요.
무한한 에너지를 위한 진짜 해결책
궁극적으로 인류가 바다에서 에너지를 무한정 끌어올리려면, 중수소-중수소 핵융합을 해야 하고, 영원히 에너지를 쓰려면 양성자-양성자 융합이 실현돼야 해요.
후자는 정말 먼 미래의 일이지만, 과학자들이 이 꿈을 꾸고 있어요. 핵융합이 우리에게 현실로 다가온다면, 에너지 혁명이라는 말이 부족할 정도로 큰 변화가 찾아오겠죠.
미래가 바뀐다 — 핵융합과 상온 초전도체의 결합
핵융합 발전과 상온 초전도체가 상용화된다면, 상상을 초월하는 변화가 일어날 거예요. 내연기관으로 돌아가는 모든 것이 전기로 대체될 겁니다.
전기차, 전기 비행기, 전기 배, 전기 우주선 등 모든 것이 가능해지죠. 그리고 전기 배터리 성능은 씹압도적일 것이고, 미래에는 아예 배터리도 필요 없을 가능성도 있어요. 마치 아이언맨 슈트처럼 말이죠!
군사 무기의 진보
핵융합 발전이 성공하면 군사 기술에도 큰 진전이 있을 거예요. 레일건, 코일건 같은 무기는 물론, 빔 무기까지도 상용화될 수 있어요. 스타크가 만든 아이언맨 슈트도 현실이 될지도 몰라요. 이런 슈트는 영화 속 이야기만은 아니게 될 거예요.
우주 시대의 개막
핵융합이 우주로도 우리를 이끌어줄 거예요. 지금은 로켓을 쏘는 데 억 단위의 돈이 들지만, 핵융합 에너지로는 수백만 원 정도로 로켓을 쏠 수 있을지도 몰라요. 언젠가 화성에 도시를 짓고 오갈 날이 올 수도 있어요!
산유국의 멸망
석유의 에너지로서의 가치는 사라지고, 석유는 산업 원료로만 사용될 거예요. 산유국들은 큰 타격을 입을 것이고, 오일쇼크와 같은 경제 충격에서 벗어날 수 있게 될 겁니다. 경제적 불안정도 크게 줄어들겠죠.
핵융합이 만들어갈 꿈의 미래
결국, 핵융합 발전은 단점이 거의 없는 꿈의 에너지예요. 친환경적이고, 효율적이며, 안전한 이 기술이 실현된다면 인류의 미래는 밝아요. 우리 앞에 펼쳐질 전기 혁명과 우주 시대, 상상만 해도 흥미진진하지 않나요?
밑에는 다른 과학기술에 대해서 다루었으니 참고하시길 바랍니다.
인류를 구원할 5가지 과학기술(사막 모래의 건축 재료화 )
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