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201803.06

우리만 알고 싶은 알찬 일본과학여행, 퓨전스쿨 심화과정 9기 일본 핵융합 탐방 이야기

이하나   
https://fusionnow.nfri.re.kr/post/peoples/785

 국가핵융합연구소 대표 교육기부 프로그램인 ‘퓨전스쿨 심화과정’은 핵융합 연구자를 꿈꾸는 고등학생들에게 연구자가 직접 핵융합 심화 교육을 제공하는 특별한 프로그램입니다.

 

 2017년 5월 심화과정 9기로 선정된 30여명의 학생들은 지난 10개월간 핵융합 각 분야에 대한 연구자들의 강연, 그리고 관련 연구소 및 대학 탐방 등을 수행하며 핵융합 기본기를 탄탄하게 쌓아왔습니다.

 

 그리고 지난 2월 26일. 심화과정 9기 활동에 마침표를 찍으며 10개월간 열심히 참여했던 우수학생들을 위한 특별한 혜택인 ‘퓨전스쿨 심화과정 해외탐방’이 2박 3일간 진행되었습니다.

 

 심화과정 9기의 우수학생으로 선정된 다섯 명의 학생과 학생들의 알찬 핵융합 공부를 지도해준 KSTAR연구센터 이규동 연구원, 퓨전스쿨 담당자 7명이 함께 한 일본의 핵융합 및 첨단과학, 그리고 문화가 어우러진 2박 3일의 여행기를 소개합니다.

 

 



DAY 1

 


여행의 시작, 도쿄대학교 가시와 캠퍼스

 

UTST 장치 앞에서 이노모토 교수와 함께 기념사진

 

 한국과 비교하여 조금 더 포근함이 느껴졌던 도쿄의 화창한 날씨와 함께 2박 3일 여행이 기분 좋게 시작되었습니다.

 

 첫 번째로 퓨전스쿨 심화과정 9기 학생들이 방문한 곳은 나리타 공항에서 약 1시간 반 떨어진 곳에 위치한 도쿄대학교 가시와 캠퍼스입니다. 도쿄대학교의 여러 캠퍼스 중 최첨단 과학 분야를 선도하는 곳입니다.

 

 핵융합 연구 역사가 깊은 일본은 정부에서 운영하는 여러 장치 외에도 학생들의 교육 및 각종 핵융합 연구 수행을 위한 대학 실험실 규모의 다양한 소형 핵융합로를 보유하고 있습니다. 그 중 가시와 캠퍼스에서 만나볼 수 있는 장치는 ‘UTST’ 장치와 ‘TST-2’라고 불리는 원형 토카막 장치입니다.

 

이노모토 교수에게 설명을 듣는 퓨전스쿨 심화과정 9기 우수학생 

 

 우리나라의 핵융합연구장치 KSTAR처럼 일반적인 가로 폭이 넓은 도넛 모양을 띄는 토카막 장치와 다르게 UTST 장치와 TST-2 장치는 사과 모양에 가까운 토카막 형태로 흔히 ‘원형 토카막(Spherical Tokamak)’이라고 부릅니다.

 

 일반 토카막 형태에 비해 다소 실험적인 콘셉트이지만, 토카막의 크기나 공급전력 대비 효율이 좋아 적은 비용으로 고효율의 실험을 진행해야 하는 대학 실험실에서 자주 차용하고 있습니다. 퓨전스쿨 심화과정 9기 학생들은 지난 겨울 서울대학교 방문 시 그곳의 원형 토카막 장치인 ‘VEST’를 본 적이 있어, 비슷한 크기와 콘셉트인 도쿄대의 두 장치가 더욱 반갑고도 익숙하게 느껴졌습니다.

 

 학생들을 초대해준 이노모토 교수와 츠지이 교수의 설명을 통해 각 장치의 특징과 연구 방향에 대해 알아보고, 학생들과 동행한 핵융합(연) 이규동 연구원의 추가 설명을 통해 두 장치에 대한 공부를 유익하게 마칠 수 있었습니다.

 

 

[퓨전스쿨 심화과정 9기의 한마디]
“일본에는 도쿄대의 UTST, TST-2 장치 외에도 교토대의 LATE, 큐슈대의 QUEST 등 많은 원형 토카막 장치가 있습니다. 우리나라에도 더 많은 핵융합 장치들이 만들어지면 좋겠어요.”(대신고등학교 한승민)

 

 

이노모토 교수에게 설명을 듣고 있는 퓨전스쿨 심화과정 9기 우수학생


도쿄의 랜드마크, 도쿄타워

 

 여행 첫날의 마무리는 도쿄의 랜드마크인 ‘도쿄타워’입니다. 도쿄 시내가 한눈에 들어오는 도쿄타워에 오르자, 진짜 일본에 왔다는 실감이 들었습니다. 새벽부터 일어나 비행과 견학 등 바쁜 일정을 소화한 퓨전스쿨 심화과정 9기 학생들도 피곤을 잊은 얼굴로 타워 곳곳을 돌아다니며 기념사진을 촬영하는데 여념이 없었습니다.

 

 지난 10개월간 바쁜 학교생활 속에서도 퓨전스쿨 심화과정 활동에 열심히 참여하여 얻은 보상 같은 시간이었기에 더욱 소중한 첫 날이었습니다.

 

 



DAY 2

 


일본 핵융합 연구의 중심, QST 나카 핵융합 연구소

 

 도쿄 시내에서 2시간, 도쿄 근교 이바라키현에 위치한 일본의 대표 핵융합 연구기관인 QST NAKA 핵융합연구소를 방문하였습니다. 누구에게나 쉽게 공개되는 곳이 아니기에, 퓨전스쿨 심화과정 9기 학생들에게 더욱 소중한 시간이었습니다.

 

 QST NAKA 핵융합연구소는 이전에 JT-60장치, 그리고 JT-60 장치의 업그레이드 버전인 ‘JT-60U’라는 장치를 운영했던 연구소로, 현재는 JT-60U를 해체한 뒤 모든 자석을 초전도 자석으로 교체한 ‘JT-60SA’ 라는 장치를 새로 건설 중에 있습니다.

 

처음 학생들을 맞이해 준 NAKA 핵융합연구소의 사토시 카쿠다테 박사 

 

 ITER일본사업단 소속의 사토시 카쿠다테 박사는 처음 연구소를 방문한 학생들을 위하여 NAKA 핵융합연구소 소개 및 일본의 ITER 사업 참여 현황에 대한 소개를 먼저 진행하였습니다. 그 후 넓은 연구소 부지에 있는 다양한 건물을 오가며 본격적인 연구소 투어가 시작되었습니다.

 

 먼저 핵융합 연구장치 JT-60SA에 대한 설명을 위하여 케이 미사키 박사가 학생들을 맞이해주었습니다. 2019년 완공, 2020년 첫 실험을 목표로 분주한 건설 작업을 진행 중인 관계로 직접 장치를 볼 순 없었지만 영상과 사진 등을 통해 친절한 설명을 해주는 미사키 박사 덕분에 아쉬움을 달랠 수 있었습니다. 대신 방문한 곳은 일본 핵융합 연구 역사의 중요한 유물이자, JT-60SA 장치의 전신인 JT-60 장치의 주요 부품이 보관되고 있는 장소였습니다.

 

 JT-60에 사용되었던 자석과 진공용기를 보관하고 있는 연구실을 방문하여 실제로 장치를 살펴보니, JT-60 장치의 규모와 앞으로 완성될 JT-60SA의 거대한 규모가 더욱 생생하게 실감났습니다.

 

 케이 미사키 박사는 “일본은 JT-60 장치 제작에 참여했던 역량있는 많은 기술자들과 연구자들이 이미 대부분 은퇴하여 어려움을 겪는 경우가 있습니다. 장치를 제작하고 관리할 수 있는 능력을 이어가는 것이 매우 중요합니다.”라며 사람을 통해 기술과 노하우가 전달되는 중요성을 강조했습니다. 또한, 퓨전스쿨 심화과정 9기 학생들처럼 젊은 인재들이 더욱 노력하여 핵융합 연구가 활발히 수행되길 바란다는 당부도 잊지 않았습니다.

 

JT-60SA를 소개해 준 미사키 박사 

 

 많은 생각이 들게 했던 미사키 박사와의 만남 이후 우메다 박사의 가열장치 소개와 이마자와 박사의 핵융합 진단시스템에 대한 소개가 이어졌습니다. 향후 국제핵융합실험로 ITER에 적용될 진단시스템을 실물 크기로 제작하여 연구를 수행하는 등 우리나라와 마찬가지로 ITER 운영을 준비하는 일본의 모습을 엿볼 수 있었습니다.

 

 NAKA 핵융합연구소의 JT-60SA 장치는 우리나라의 KSTAR 장치처럼 향후 ITER 운영과 실제 핵융합을 통한 전기발전을 실증할 DEMO 장치 건설을 위한 테스트베드 역할을 수행할 예정입니다. 실제로 JT-60SA 장치가 건설되고 있는 NAKA 핵융합연구소를 방문해보니, 우리나라의 KSTAR, 중국의 EAST에 이어 일본 JT-60SA가 완공된 후 전 세계 핵융합 연구를 선도할 동북아 트로이카로 세 나라가 어떤 성과들을 보여주게 될지 더욱 기대가 되었습니다.

 

[퓨전스쿨 심화과정 9기의 한마디]
“일본에는 두 개의 대표 핵융합 연구소가 있습니다. 우리가 방문한 QST NAKA 핵융합연구소는 토카막 모양의 핵융합연구장치인 JT-60SA와 ITER관련 연구를 수행합니다. 나고야 지역 근처에 있는 또 다른 연구소인 NIFS는 전체적인 모양은 도넛 모양으로 동일하지만, 자석을 뫼비우스의 띠처럼 꼬아 만드는 ‘스텔러레이터’ 장치인 LHD 장치를 중심으로 핵융합 연구를 수행하고 있습니다.”(보문고등학교 최승기)

 

NAKA 핵융합연구소에 준비되어 있는 기념촬영 장소. 학생들 뒤로 JT-60 장치의 진공용기 섹터가 세워져 있다.

 



DAY 3

 


첨단과학 체험의 장, 도쿄 과학미래관

 

 마지막 날 퓨전스쿨 심화과정 9기 학생들이 방문한 곳은 최첨단 과학을 가까이서 체험해 볼 수 있는 도쿄 오다이바에 위치한 ‘과학미래관’입니다. 

 

 과학미래관의 천장에는 과학미래관의 대표 상징물인 ‘우주에서 바라본 오늘의 지구’라는 이름의 거대 지구본이 걸려있었습니다. LED 100만개로 겉을 둘러싸 시시각각 빛을 이용해 지구본 표면에 다양한 이미지를 수놓는 모습이 매우 인상적인 곳입니다. 

 

과학미래관의 상징물인 지구본 앞에서 기념촬영 

 

 이 외에도 로봇, 우주, 첨단의학, 지구생태계 등 다양한 분야에 대하여 체험을 통해 쉽고 재미있게 이해할 수 있도록 꾸며져 있어, 심화과정 9기 학생들의 과학에 대한 호기심을 마음껏 충족시켜주는 최고의 장소였습니다.

 

[핵융합 꿀팁]
“과학미래관에서 제공하는 Miraikan Notebook 어플을 이용하면 더욱 알차게 과학관을 둘러볼 수 있어요.”(성모여자고등학교 지원)

 


다시 한국으로 

 

 아쉬운 일본을 뒤로하고 다시 일상으로 복귀를 준비하며 여행을 마무리하였습니다. 다섯 명의 학생들 중 일부는 고3으로, 일부는 고2로 새학기 시작을 앞두고 자신의 미래와 꿈에 대하여 생각해보며 다시 마음을 다져보는 시간이었습니다.

2박 3일의 시간이 앞으로 자신의 꿈을 찾아가는 길고 먼 여정에 선물과도 같은 시간으로 기억되길 바라며, 자랑스런 한국의 과학기술인으로 성장한 다섯 명 학생들의 미래를 상상해 봅니다.

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