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플라즈마 기반 핵융합 기술의 발전은 미래 에너지 공급에 대한 중요한 해결책으로 주목받고 있다. 원자핵과 전자로 이루어진 원자의 분리된 상태인 플라즈마는 초고온으로 가열되어 중성자와 양성자가 핵융합을 일으킨다. 이 핵융합은 태양에서 발생하는 에너지 생산 원리와 같으며, 연료로 사용되는 중수소는 바닷물에서 얻을 수 있는 무한 청정 에너지 원료로 각광받고 있다.

핵융합은 연료의 질량이 줄어들면서 방출되는 엄청난 에너지를 통해 전기를 생산할 수 있는데, 단 1㎏의 연료로도 약 1000만㎏의 화석 연료와 맞먹는 에너지를 생성할 수 있다. 그러나 핵융합을 실현하기 위해서는 초고온 상태를 유지하는 기술이 필요하다. 태양은 자연스럽게 초고온과 고밀도의 상태에서 핵융합이 일어나지만, 인공 핵융합에서는 연료를 플라즈마 상태로 만든 뒤 1억 도 이상의 초고온으로 가열하여 유지시켜야 한다. 이를 위해 플라즈마를 강력한 자기장으로 가두는 토카막(tokamak) 방식이 사용된다.

한국의 핵융합 실험장치인 KSTAR는 이러한 토카막 방식을 사용하고 있으며, 2021년에는 1억 도를 30초간 유지하는 세계 기록을 세웠다. 하지만 핵융합 발전소를 상용화하기 위해서는 플라즈마를 300초 이상 안정적으로 운영할 수 있어야 한다. 한국은 2026년까지 300초 유지를 목표로 하고 있다.

또 다른 핵융합 방식은 관성 가둠이라고 불리는 방법이다. 이 방식은 초소형 구슬에 수소를 넣고 초강력 레이저를 발사하여 초고온과 초고압을 형성해 수소 원자핵을 강제로 융합시키는 것이다. 미국 로런스 리버모어 국립연구소(LLNL)는 이 방식을 사용하여 7개 국가와 협력하여 핵융합 연구를 진행하고 있다.

플라즈마 기반 핵융합 기술의 발전은 무한 청정 에너지 원료에 대한 대안을 제시하고 있다. 한국의 KSTAR 프로젝트와 관성 가둠 방식을 비롯한 다양한 핵융합 기술의 연구와 개발이 적극적으로 이루어지면, 핵융합 발전소가 상용화되어 국제적인 에너지 문제를 해결할 수 있는 가능성이 크게 높아질 것이다.

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