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201805.10

[인터뷰] "플라즈마 1억℃ 달성 목표.." 취임 100일 맞는 유석재 국가핵융합연구소장

이하나   
https://fusionnow.nfri.re.kr/post/peoples/806

“이르면 내년 플라즈마 1억℃ 달성 목표
깨끗한 환경·안전한 에너지 제공에 최선"
취임 100일 맞는 유석재 국가핵융합연구소장

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“저는 우리 연구소의 제2 도약을 꿈꾸고 있습니다. 여러분, 함께 꿈꾸어 보시겠습니까?”


 지난 2월 13일 국가핵융합연구소 유석재 소장이 취임식을 마치며 참석자들에게 건넨 말입니다. 취임 100일을 맞는 유 소장은 그동안 이 꿈을 실현하기 위한 실행 계획을 마련하는 일에 주력했는데요. 유 소장을 직접 만나 핵융합에너지 개발과 국가핵융합연구소의 제2 도약을 위해 무엇을, 어떻게 할 것인지 들어보았습니다. 유 소장의 꿈은 원대하되 허황하지 않고 구체적이었습니다. 먼 미래를 꿈꾸지만, 구체적인 실행과 준비는 이미 시작되었습니다.

 

취임 100일을 맞은 유석재 국가핵융합연구소장


◇ “구성원과 꿈·목표 공유하고 싶었다”

 

-프레젠테이션으로 취임식을 진행해 눈길을 끌었습니다. 그렇게 하신 이유가 있으신가요?
취임하면서 국가핵융합연구소 제2의 도약과 연구 패러다임의 전환을 강조했습니다. 이러한 내용에 걸맞게 취임식도 기존과는 다르게 해서 연구소 구성원들과 이러한 목표와 비전을 공유하고 싶었습니다. 연구소 특성상 구성원 상당수가 이과 전공자들인데요. 이과 전공자들은 음성으로 들은 것을 눈으로 확인하는 습관이 있습니다. 의심하고 검증하고 이것을 눈으로 확인하는 것이 연구자의 속성이죠. 그저 막연하게 취임사를 읽고 듣는 자리가 아니라 구성원들과 함께 연구소의 제2 도약을 약속하고 다짐하는 자리를 만들어보고자 그런 방식을 취했습니다.

 

-소장님의 진심을 호소력 있게 전달하고 싶었던 거군요.
그렇습니다. 저도 그렇지만, 이과생들의 특성상 소리보다는 그림에 익숙하거든요. 애플의 스티브 잡스나 페이스북의 마크 저커버그가 화면에 그림을 띄워놓고 발표하는 것을 좋아하는 이유도 아마 비슷할 겁니다. 저 같은 경우 이런 습관 때문에 가끔 아내한테 혼나기도 합니다. 의견 충돌이 생기거나 부부싸움을 할 때도 그림을 그려가며 설명하려고 하거든요(웃음).

 

-한때 선임단장과 플라즈마기술연구센터장을 겸임하셨는데요. 어려움은 없었나요?
군산 플라즈마기술연구센터는 저의 모든 열정과 역사가 담겨 있다고 해도 과언이 아닙니다. 그런 만큼 크게 어려움은 없었습니다. 지금은 플라즈마 기술 연구가 활성화되었지만, 초기에만 해도 일종의 ‘금기어’ 비슷한 분위기가 있었어요. 인원도 두 명으로 시작했죠. 낮에는 연구소에서 주력하고 있는 연구를 하고, 퇴근해서 밤과 새벽에 플라즈마 기술을 연구하곤 했습니다. IMF를 거치면서 연구소 분위기도 변화가 생겼습니다. 창업을 장려하고 기업 수탁 과제나 특허를 중요한 요소로 생각하기 시작했어요. 그래서 처음으로 플라즈마 기술로 3년 동안 5억 원 정도 지원받는 기업 수탁 과제도 하고 특허도 출원했습니다.

 

-지금은 엄청 규모가 커졌지만, 시작은 그야말로 미미했군요.
1999년 처음으로 부서장이 플라즈마 기술에 200만 원의 연구비를 책정해주더군요. 당시로써는 정말 획기적인 일이었죠. 그렇게 시작한 게 지금은 연간 160억~180억 원 규모로 늘었습니다. 플라즈마기술연구센터를 설립한 것은 사실 여러 가지 복안이 있었습니다. 일본의 이화학연구소(RIKEN)는 연구개발과 연구성과의 산업화를 모두 추구한다는 리켄정신을 바탕으로 운영되었습니다. 그러나 한때 연구비 및 물자의 지원이 부족하여 문을 닫은 후 산업활동에만 전념했습니다. 이후 1958년에 다시 연구 활동을 재개하며, 연구성과의 산업화로 벌어들인 돈을 기초연구에 투자하는 선순환 생태계를 유지해왔습니다. 연구비 지원 과제를 선정할 때 조건은 하나였다고 합니다. 해당 과제가 세계적으로 한 번도 시도해보지 않은 최초 연구냐. 우리도 리켄의 사례처럼 플라즈마 연구로 기술이전을 하고 여기서 생긴 수익으로 핵융합 연구에 투자하는 선순환 구조를 만들고 싶었습니다.

 

프레젠테이션 형식으로 취임 인사를 전한 유석재 소장


◇ 연구소 독립 법인화, 플라즈마 1억℃ 달성 등 목표
 
-벌써 취임 100일을 맞았습니다. 그동안 어떤 일에 주력하셨는지 궁금합니다.
축구에서도 경기를 앞두고 누구를 어떤 포지션에 둘 것인지, 또 전술은 4-2-4로 할지 4-3-3으로 할지 등의 작전을 짜고 준비를 합니다. 연구소 역시 새롭게 출발할 때는 이러한 전략·전술이 무엇보다 중요하다고 봅니다. 우선 1개월 정도에 걸쳐 이러한 조직개편을 시행했습니다. 부기관장을 하고, 소장 직무대행도 맡아서 누구보다 내부 사정을 잘 안다고 자부했는데 의외로 어렵더군요. 사람의 감성까지 조율해야 하는 부분이 있다 보니 생각만큼 쉽지 않았습니다.

 

-다른 현안도 많았을 것 같은데요.
신임 기관장이 선임되면 임기 동안의 경영목표, 다시 말해 연구성과계획서를 제출하게 되어 있습니다. 단지 서류상의 계획에 그치는 게 아니라 구체적인 목표를 세우고 실행에 옮겨야 하는 만큼 이 역시 작전을 짜고 TF를 구성해 준비했습니다. 세 번째는 이런 와중에 비정규직의 정규직 전환 문제가 도출되어 이 부분에도 큰 노력을 기울였습니다. 정규직 전환은 바깥에서 보는 것 이상으로 복잡한 문제가 많습니다. 이해 당사자가 맞물려 있고 구성원별로 처한 상황에 따라 견해가 달라 다소 진통도 있었습니다. 다행히 우리 연구소는 지난 4월 30일 최종적으로 잘 매듭을 지었습니다. 끝으로 2019년 예산안 초안도 이 기간에 제출해야 해서 이 일에도 적지 않은 시간을 투입했습니다. 이런 일을 하다 보니 100일이 어떻게 갔는지 모르게 금세 지나갔습니다.

 

-취임식에서도 그렇고 연구성과계획서에서도 국가핵융합연구소의 제2 도약을 강조하셨습니다. 구체적으로 무엇을 의미하는 것인가요?
제가 5대 소장인데요. 크게 보면 국가핵융합연구소는 1~2대의 성장기, 3~4대의 안정기를 거쳤다고 볼 수 있습니다. 성장과 안정화 시기를 거쳤으니 이제 새로운 ‘도약’을 이루어야 할 때입니다. 첫째는 기관의 독립 법인화입니다. 연구소 규모와 활동 측면에서 볼 때 국가핵융합연구소는 이제 옷을 갈아입을 때가 되었고, 충분히 그럴만한 위상을 갖추었다고 생각합니다.


둘째, 한국형 핵융합 실증로(DEMO) 건설을 위한 준비입니다. 실증로 설계를 연구하기 위한 연구단지, 일명 ‘제2 핵융합 캠퍼스’를 만들고 이곳에서 실증로 건설에 가장 핵심적인 기술 연구에 착수하도록 할 계획인데요. 원자력발전소나 화력발전소는 지어본 경험이 있고 어느 정도 표준화된 설계 모델이 있기 때문에 크게 문제가 없습니다. 하지만 핵융합 실증로는 전 세계적으로 만들어본 적이 없기 때문에 모든 것을 처음부터 시작해야 하죠. 그래서 한 발자국 내딛는 일이 중요하죠. 천 리 길도 한 걸음부터, 시작이 반이라는 말도 있지 않습니까? 

 

-제2 도약을 위해 정말 할 일이 많군요. 또 다른 일도 준비하고 있다고요.
셋째는 플라즈마 1억℃ 달성인데요. 핵융합에너지를 위해서는 고온의 플라즈마를 달성해야 하고, 1억℃ 이상의 온도를 갖는 고밀도 플라즈마를 장시간 유지·제어하는 일이 관건입니다. 과거 다른 국가의 핵융합 장치에서 0.5초나 1초 정도의 짧은 시간 동안 1억℃ 이상의 플라즈마를 발생한 적은 있지만, 수 초나 수십 초 이상의 핵융합에너지를 위해 의미 있는 시간을 달성한 적은 없습니다. KSTAR의 장치 업그레이드를 통해 이것을 실현하는 것이 중요한 목표 가운데 하나입니다.


넷째, 군산의 플라즈마기술연구센터를 명실상부한 세계 제2의 플라즈마 연구 거점으로 만드는 일입니다. 내년 초 복합연구동 준공식을 하고 본격적인 운영에 들어가면 독일 라이프니츠연구회 산하의 ‘저온플라즈마연구소’에 이어 명실상부한 세계 제2의 플라즈마 전문 연구소가 될 것으로 기대하고 있습니다. 

 


◇ 핵융합 실증로(DEMO) 건설을 위한 첫 걸음 준비도

 

-이를 위해 올해 연구소의 주요 목표, 달성해야 할 핵심 과제는 무엇인가요?
앞서 플라즈마 1억℃ 달성을 말씀드렸는데요. 이를 위해 올해 중성입자빔가열장치(NBI-2) 설치를 완료합니다. 이후 기본 테스트를 거쳐 내년부터 본격 가동에 들어가게 되는데요. 이르면 내년 8~9월 정도에 1억℃ 돌파의 첫 소식을 국민들께 전할 수 있지 않을까 기대하고 있습니다. 또 하나는 기술기획자문위원회 설립 및 운영입니다. 정부에서는 올해 초 정부출연연구기관 발전 방안을 마련했는데요. 이에 따라 출연연별로 기술기획자문위를 두어야 하고 우리 연구소 역시 기술기획자문위를 준비하고 있는데요. 산하에 KSTAR 장치 업그레이드. 실증로 설계를 연구하기 위한 제2의 핵융합 캠퍼스, 국민 체감형 플라즈마 원천기술 개발, 연구 패러다임 전환 등 모두 4개의 분과를 두게 됩니다. 기술기획자문위는 단순한 자문 기구가 아니라 각 분과별로 필요한 기술과 연구 과제를 기획하고 최종적으로 보고서까지 완성하는 임무를 수행하게 될 것입니다.

 

-일정이 지연되었던 ITER 건설 사업도 속도를 내는 것으로 알고 있습니다. 현재 진척 상황과 앞으로의 일정 등이 궁금합니다.
이경수 전 소장님을 비롯해 한국 연구진이 합류하면서 상당한 속도를 내고 있습니다. 해외 기술진은 농담 반, 진담 반으로 “한국이 일하는 방식으로 했으면 벌써 ITER를 운전하고 있을지도 모른다”라고 말할 정도입니다. 지난 4월 기준으로 ITER의 현재 진척도는 55% 정도인데요. 이런 추세로 보면 오는 2025년 ITER를 완공하고 이것을 검증하는 최초 플라즈마 발생 목표로 하는 일정을 맞출 수 있을 것으로 보입니다. 검증 절차를 마치면 오는 2035년 중수소와 삼중수소를 통한 실제 핵융합 반응을 목표로 운전의 안정화를 도모하게 되는데요. 현재 계획하고 있는 이런 일정에 큰 문제는 없을 것으로 보입니다.

 

-앞에서도 핵융합 실증로에 관해 언급하셨는데요. 실증로 건설은 앞으로 어떻게 추진되나요?
핵융합 연구개발은 핵융합진흥법에 근거하여 추진하고 있고요. 또 5년마다 핵융합진흥기본계획을 수립해 단계별로 진행하고 있습니다. 현재 3차 핵융합진흥기본계획에서는 핵심 목표 중 하나로 ‘실증로 연구를 위한 구축 기반 준비’를 명시하고 있습니다. 이에 따라 정부에서는 현재 이를 위한 연구 용역을 진행하고 있고, 연내에 최종 보고서가 나올 예정이고요. 이에 발맞춰 우리 연구소에서는 자체적으로 실증로 개념 설계, 분석 코드 개발 등의 활동을 수행해 왔습니다. 이와 더불어 앞서 말씀드린 바와 같이 실증로 설계를 연구하기 위한 제2 핵융합 캠퍼스 조성을 추진하고, 이곳에서 가장 먼저 수행할 핵심적인 기술 연구 주제를 모색할 것입니다.

 

-실증로 건설을 위한 가장 중요한 연구 주제는 어떤 것이 있을까요?
기획팀을 중심으로 구성원들과 머리를 맞대고 더 토의해봐야 하겠지만, 개인적으로는 해외에서 공동으로 연구하고 싶은 주제가 좋을 것 같다는 생각을 하고 있습니다. 예를 들면 블랑켓(Blanket)도 첫 번째로 수행할 가장 중요한 연구 주제 중 하나인데요. 핵융합에너지는 핵융합 반응의 결과물인 중성자의 운동에너지로 나타납니다. 이를 이용해 전기를 생산하기 위해서는 중성자의 운동에너지를 열에너지로 바꿔주는 에너지 변환장치가 필요한데 핵융합로에 쓰이는 이러한 에너지 변환장치가 블랑켓입니다. 여기에 필요한 중성자는 에너지가 매우 강력하기 때문에 핵융합은 물론 다양한 분야의 연구에도 활용할 수 있고요. 또 이러한 블랑켓은 에너지 변환뿐만 아니라 핵융합 연료 중 하나인 삼중수소를 자체적으로 생산하는 역할도 하므로 국제적으로 많은 관심을 모을 것으로 예상합니다. 

 


◇ 사이버 연구소 구축하고 플라즈마로 사회문제 해결

 

-취임 당시 연구 패러다임의 전환 필요성도 강조하셨습니다. 구체적으로 어떤 모습을 구상하고 계시는지요?
그동안 연구와 이에 필요한 모든 활동이 오프라인 공간에서만 이루어졌습니다. 4차 산업혁명 시대에는 이러한 활동이 온라인과 사이버 공간에서도 이루어질 수 있다고 봅니다. 구체적으로는 ‘사이버 핵융합연구소’를 구축해서 전자 연구원을 채용하고, 사이버 공간에서 연구 활동이 이루어지도록 할 계획입니다. 이미 기술은 나와 있고 사례도 있습니다. 예를 들어 인구 약 130만 명의 에스토니아라는 나라는 전자 시민권을 발급해 1천만 명까지 인구를 늘릴 계획이고요. 또  IBM은 온라인 본사를 구축해 이곳을 플랫폼으로 다양한 기업 활동과 제품 생산 활동을 도모하고 있습니다. 연구 패러다임 전환에서 또 하나 중요한 내용은 ‘AI(인공지능) 연구원’ 개발과 활용입니다. 핵융합에서는 “20년의 난제를 해결했다”, “30년 동안 풀지 못한 문제를 해결했다”라는 표현을 자주 사용합니다. 그만큼 해석하고 분석하는 데 오랜 시간이 걸리는 일이 많은데요. AI 연구원을 활용하면 앞으로는 이런 표현도 사라지지 않을까요? 

 

-‘국민 체감형 플라즈마 원천기술 개발’도 주요 목표 중의 하나인데요. 조금 더 구체적으로 설명해주시면 감사하겠습니다. 
스마트폰은 우리의 일상과 불가분의 관계를 맺고 있습니다. 하지만 스마트폰에 사용하는 반도체 제작 공정의 80% 정도가 플라즈마로 이루어진다는 사실을 아는 분은 많지 않습니다. 이처럼 플라즈마는 겉으로는 잘 보이지 않아도 이미 보이지 않는 곳에서 인류의 삶에 기여하고 있는데요. 앞으로 플라즈마 기술이 유용하게 쓰일 수 있는 분야는 환경입니다. 얼마 전 폐비닐 수거 논란에서 볼 수 있듯 쓰레기 수거와 폐기물 처리는 사회적 문제가 되고 있습니다. 매립은 한계가 있어 궁극적으로 소각으로 갈 수밖에 없는데, 지금의 저온 소각 방식으로는 쓰레기 문제를 해결할 수 없습니다. 고온의 플라즈마를 이용해 3천~5천℃까지 소각 온도를 높이면 오염물질도 발생하지 않고 폐기물에서 분리한 물질을 재활용할 수 있습니다.

 

-재활용이라고 말씀하셨는데, 고온으로 소각하면 잔여물이 더 줄어드는 것 아닌가요?
 플라즈마 소각로는 불에 타는 것은 소각해 기체 상태로 내보내고 돌이나 철, 세라믹 등은 원자와 분자로 분해되어 아래로 흘러내려 슬러그라는 유리화된 덩어리로 배출하게 됩니다. 여기에 정제 기술을 적용하면 금, 백금, 은 등을 추출할 수 있는데요. 이것이 바로 ‘도시 광산’의 개념입니다. 놀라지 마세요. 전 세계적으로 쓰레기나 폐기물에서 나오는 금의 양이 전 세계 금광에서 캐는 금의 양보다 3배나 많다고 합니다. 플라즈마 기술을 통해 하나는 깨끗한 환경을 만들고, 다른 하나는 안전하고 무한한 에너지를 얻는 것입니다. ‘깨끗한 환경, 안전한 에너지’가 바로 우리 연구소의 슬로건이죠. 

 

 

 

◇ ‘홍익인간’의 이념으로 깨끗한 환경, 안전한 에너지 제공

 

-임기 동안 이 일만은 꼭 하고 싶다, 혹은 이것만은 꼭 바꾸고 싶다는 것이 있다면요?
앞선 소장님들이 기반을 잘 닦아놓았기 때문에 크게 바꾸고 변화시킬 일은 많지 않다고 봅니다. 앞서 말씀드린 것처럼 성장도 시켜놓았고 안정화의 기반도 만들었죠. 이를 바탕으로 ‘성취’하는 일이 우리에게 남겨진 과제라고 봅니다. 우리 연구소의 독립 법인화와 함께 1억℃ 달성 등이 그것입니다.

 

-평소 강조하시는 연구자가 지녀야 할 자세, 철학이 있다면 소개해주세요. 
어느 정도 연구 성과도 달성하고 문제도 하나씩 해결하고 있지만, 궁극적인 목표가 무엇이고, 무엇을 위해 핵융합에너지를 개발하려고 하느냐는 철학적 갈증이 있었습니다. 일본의 핵융합연구소 정관을 보니 이렇게 적혀 있더군요. “핵융합에너지를 개발한다. 인류를 위해서.” 또 독일도 “인류를 위해서”라는 문구를 명시하고 있습니다. 그렇다면 우리는? 곰곰이 생각해보니 우리도 이미 5천 년 전에 이런 철학이 있었습니다. 바로 ‘홍익인간(弘益人間)’입니다. 세종대왕이 한글을 창제한 것 역시 이런 철학적 바탕이 있었기 때문이고요. 저와 우리 연구소 역시 이러한 홍익인간의 이념을 바탕으로 깨끗한 환경과 안전하고 무한한 에너지를 국민과 인류에게 제공하기 위해 핵융합에너지 개발에 나서고 있습니다.

 

-끝으로 국민들에게 당부의 한 말씀 부탁드리겠습니다. 
핵융합에너지 개발은 장기적인 과제입니다. 그러다 보니 국민과 정부 입장에서는 일정 정도 피로감을 느끼는 게 사실이고, 또 피로도가 높아질수록 비용이 계속 들어가는 측면이 있습니다. 하지만 연구소 구성원 모두는 우리가 핵융합에너지를 해결하고 실현할 수 있다는 열정과 신념을 갖고 모든 노력을 기울이고 있습니다. 기다려주시고, 믿어주시고, 응원해주시면 인류의 미래와 행복을 위해 대한민국이 결정적으로 기여하는 모습을 보게 될 것입니다. 언젠가 핵융합에너지가 실현될 것이라는 믿음을 갖고 계속 응원해주시면 저희도 더욱 힘을 내도록 하겠습니다. 감사합니다.

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