◎대덕연구단지 「한빛장치」 본격 가동/기체 1천만도 가열때 생기는 「꿈의 에너지원」/반도체·엑시머레이저 기술에 필수/국책과제 선정… 시설·인력 시스템화

거대한 장치와 광활한 공간을 대상으로 펼쳐지는 메가사이언스(거대과학).메가사이언스는 엄청난 투자규모와 고도의 복합기술수준을 바탕으로 하며,기술의 선도성과 파급효과도 대단하다.그런 만큼 도전하지 않고는 기술선진국이 될수 없는 것이 바로 이 분야이다.이제 연구개발투자 1백억달러시대를 맞은 우리나라가 마침내 메가사이언스 도전에 나섰다.우주,항공,해양,원자력등 국내에서 본격화 되고 있는 메가사이언스 연구현장을 찾아 시리즈로 엮는다.<편집자 주>

「한빛에서 인공태양으로­」거대과학의 대명사로 불리는 핵융합연구가 대덕연구단지에서 한창 무르익고 있다.

핵융합연구란 흔히 제4의 물질이라고 불리는 플라스마에 대한 총체적인 연구를 말한다.한국표준과학원 기초과학지원센터(소장 최덕린)는 플라스마연구에 있어 국내에서 선진국수준의 기초연구를 가능케 한 초대형 국가공동 연구시설인 「한빛장치」가 지난해 6월 처음 가동을 한데 이어 장기적 국가사업으로서의 역사적 전환을 앞두고 있다.

이 「한빛장치」는 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)으로부터 기초과학지원센터에 장기임대형식으로 이관된 플라스마융합장치 「타라」(빛의 신)를 바탕으로 개조·개선하여 설치됐다.

지난 83∼85년 미에너지성이 6천5백만달러를 들여 완공,85∼90년까지 MIT에서 플라스마연구에 쓰였던 세계적 기기인 「타라」가 한국에 이전 설치됨으로써 이의 성능 등을 알고있는 일본 및 미국의 유수대학과 연구기관들이 연구결과공동활용을 제의해오고 있다.

95년 6월부터 가동된 이 장치는 현재 서울대·과기원·원자력연구소 등 국내 연구실에 흩어져 있는 소형 플라스마시설과 인력의 시스템화를 이루는데 성공했다.또 이 장치로 해서 플라스마 기초기반기술의 빠른 확보는 물론 해외 선진연구기관과의 교류,차세대 「꿈의 에너지원」이라고 불리는 플라스마 핵융합로의 복합기술개발이 국책과제로까지 선정되기에 이르렀다.

플라스마란 원래 의학용어로 「잘 알 수 없는 상태」,즉 혼돈을 가리키는 의미로 사용되었다.그러나 현대물리학에서 플라스마는 고체·액체·기체외의 또 하나의 물질상태를 가리킨다.액체에 에너지를 가하면 기체가 되는 것처럼 기체에 매우 큰 에너지를 가하면 일상적으로는 흔히 볼 수 없는 상태인,원자핵이 분리된 상태에 이르게 된다.

바로 이 상태를 플라스마라고 부르고 플라스마 핵융합로의 실현가능성을 전망케 한다.「한빛장치」가 설치된 기초과학지원센터내 기기실은 길이 35m,너비 20m에 지하1층,지상4층의 규모.이 기기실은 기초과학연구를 위해 만든 공간 중에서는 국내 최초로 천장이 높은 하이베이방식으로 설계된 특수동이다.

특히 이 플라스마융합장치는 모든 기기가 컴퓨터에 의해 통제되며 중앙통제실에서 한 사람의 연구원만으로도 모든 작업이 가능하다.이 장치는 전자레인지처럼 고주파를 발생시켜 몇분만에 섭씨 1천만도까지 기체를 가열시켜 플라스마상태를 만들고 강력한 자기장을 형성시켜 그 속에 플라스마를 가두어 놓는다.

『우주를 이루는 물질의 99.99%가플라스마상태로 되어 있어요.그런데도 플라스마연구라고 하면 실용성이 전혀 없는 학문으로 여기는게 안타깝습니다.엑시머레이저 기술,고온정밀세라믹가공,우주왕복로켓,반도체 등 첨단과학기술을 발전시키기 위해서도 플라스마 연구가 선행돼야 합니다』

플라스마프로젝트 책임연구원으로 89∼91년까지 MIT 플라스마용합연구소의 책임연구원과 객원교수를 지냈던 이경수박사(기초과학지원센터 공동연구기기부 부장)의 하소연(?)이다.

이박사는 『우리나라가 세계 최고의 반도체생산국이라지만 그 반도체를 제작할 수 있는 원천기술이 없어 장비일체를 일본에서 들여오고 있다』면서 정밀한 반도체 생산을 위해서는 플라스마를 깎아주지 않으면 안되는데 이를 수입품에 의존하기 때문에 고부가가치를 얻을 수 없는 것을 안타까워 했다.<대덕연구단지=고현석기자>