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[IT뉴스]'인공태양' 보며 그려본 핵융합 에너지의 미래

온카뱅크관리자

2026-03-31 15:07:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 과학동아와 한국핵융합에너지연구원이 함께 한 ‘SF 미래스케치 워크숍’ 열려 
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 <img alt="2월 27일 핵융합 기술의 미래를 상상한 SF를 창작하기 위해 모인 고등학생 참가자 20명. KFE가 개발하고 운영 중인 초전도핵융합연구장치, KSTAR 앞에서 설명을 들었다. 남윤중 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/dongascience/20260331150145835tzos.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="6Yu4aoqFUv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/dongascience/20260331150145835tzos.jpg" width="658">
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 2월 27일 핵융합 기술의 미래를 상상한 SF를 창작하기 위해 모인 고등학생 참가자 20명. KFE가 개발하고 운영 중인 초전도핵융합연구장치, KSTAR 앞에서 설명을 들었다. 남윤중 제공.
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 [편집자 주] 기술은 빠르게 발전하지만 그 변화가 일상과 사회에 어떤 모습으로 스며들지는 쉽게 그려지지 않는다. 과학동아는 이 질문을 함께 던지기 위해 연구자와 창작자, 청소년이 참여하는 ‘SF미래스케치 워크숍’을 한국핵융합에너지연구원에서 진행했다. 
 “핵융합 에너지가 상용화되면서 핵융합 에너지의 연료인 헬륨-3를 독점하려는 자원 전쟁이 일어납니다. 21세기까지 석유와 가스를 둘러싼 자원 경쟁이 지구에서 있었다면 22세기에는 헬륨-3가 풍부한 달이 자원 경쟁의 무대가 되는 거죠.”
 핵융합 에너지가 상용화된 미래를 그린 학생들의 발표가 시작됐다. 학생들은 진지한 표정으로 발표를 들으며 청정 에너지의 미래를 상상했다. 
 한국핵융합에너지연구원 연구자들은 “핵융합 에너지와 같은 새로운 기술을 활용하게 되고 이 기술에 필요한 자원이 한정돼 있을 때 사람들이 공동체의 발전을 위해 어떤 방식으로 사회적인 규율을 바꿔 나가야 할지 생각해 보게 되는 시놉시스”라고 평했다. 
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 <img alt="워크숍에 참여한 학생들은 실험실에 들어가기 앞서 외부에 전시된 KSTAR 진공용기 내부 모형을 보면서 구조에 대한 설명을 들었다. 남윤중 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/dongascience/20260331150147113jhwm.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="QV78NgB3ul" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/dongascience/20260331150147113jhwm.jpg" width="658">
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 워크숍에 참여한 학생들은 실험실에 들어가기 앞서 외부에 전시된 KSTAR 진공용기 내부 모형을 보면서 구조에 대한 설명을 들었다. 남윤중 제공.
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 ● 대전에 뜬 인공태양으로 핵융합 최전선 마주하다
 2월 27일 핵융합 연구에 관심이 많은 고등학생 참가자 20명이 대전 한국핵융합에너지연구원(KFE)에 모였다. 핵융합 기술의 미래를 상상한 SF를 창작하기 위해 연구자들의 강연을 듣고 랩투어에 참석했다. 
 “이것이 KFE가 개발하고 운영 중인 초전도핵융합연구장치, KSTAR입니다!” 
 랩투어는 핵융합 기술의 최전선인 KSTAR를 둘러보며 시작됐다. 고진석 KFE 지능화진단그룹 그룹장의 소개와 함께 아파트 3층 높이(9m)에 달하는 거대한 KSTAR를 올려다본 학생들은 그 규모에 놀라 입을 바로 다물지 못했다. 
 KSTAR는 태양에서 핵융합 반응이 일어난 과정을 모방해 만든 ‘인공태양’으로 한국이 독자 개발했다. 핵융합 반응은 태양에서 수소 원자핵들이 충돌하면서 헬륨 원자핵으로 바뀌고 그 과정에서 에너지가 발생하는 현상이다. 
 핵융합로가 생산할 핵융합 에너지는 화석 연료와 달리 에너지 생성 과정에서 탄소를 배출하지 않으면서 이론상으로 1g만의 연료로 석유 8t(톤)에 준하는 에너지를 생산한다. 고 그룹장은 “한국은 2007년 세계에서 6번쨰로 초전도핵융합연구장치를 완공한 나라”라고 설명했다. 
 핵융합 제어를 감독하는 ‘주제어실’에 들어서자 토카막이 작동 준비가 됐는지 토카막의 상태를 보여주는 전광판이 있었다. 토카막은 KSTAR 내부에 탑재된 도넛형 용기다. 자기장을 이용해 원자핵과 전자가 분리된 플라즈마 상태의 중수소를 가두는 역할을 한다. 
 토카막을 둘러싼 코일을 타고 전류가 흐르면 토카막에 자기장이 생긴다. 강력한 자기장을 사용하지만 플라즈마의 불안정성은 수시로 발생하기 떄문에 주제어실에서 정밀한 제어와 지속적인 모니터링을 해야 한다. 
 고 그룹장은 주제어실의 한 컴퓨터를 가리키며 “매년 연구 제안서를 받고 선정된 연구자들이 이 자리에 앉아 KSTAR 실험을 진행한다”며 “여러분도 제안서가 채택된다면 이 자리의 주인공이 될 수 있다”고 격려했다. 이 말에 미래의 핵융합 연구자를 꿈꾸는 학생들의 표정이 밝혀졌다. 
 최근에는 플라즈마 제어 도구로 인공지능(AI)을 활용하려는 움직임도 활발하다. 랩투어에 앞서 진행된 강연에서는 권재민 KFE 인공지능연구본부 본부장이 핵융합로 제어 AI 기술에 대해 설명했다. 
 권 본부장은 “자율주행 AI를 개발할 때 물리 세계의 법칙과 공간을 이해하는 ‘월드 모델’을 만들어 최적 경로를 파악하듯이 핵융합로 역시 운전 상황을 파악한 뒤 어떤 방식으로 플라즈마를 제어할지 월드 모델이 결정한다”고 설명했다. 이어서 “핵융합로 제어에는 물리 세계와 상호작용하는 피지컬 AI가 중요하다”고 강조했다. 
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 <img alt="SF 미래스케치 워크숍에 참가한 학생이 핵융합 에너지의 미래를 그린 SF 시놉시스를 발표하고 있다. 발표 후 연구자들과 SF 평론가의 조언을 거쳐 핵융합 에너지를 향한 상상의 씨앗을 만들어낸 시간이었다. 남윤중 제공. " class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/dongascience/20260331150148379zafa.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="yyNO1ZcnFC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/31/dongascience/20260331150148379zafa.jpg" width="658">
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 SF 미래스케치 워크숍에 참가한 학생이 핵융합 에너지의 미래를 그린 SF 시놉시스를 발표하고 있다. 발표 후 연구자들과 SF 평론가의 조언을 거쳐 핵융합 에너지를 향한 상상의 씨앗을 만들어낸 시간이었다. 남윤중 제공. 
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 ● SF로 상상한 핵융합 에너지의 미래
 강연과 랩투어가 끝난 오후 학생들은 보고 들은 바를 토대로 SF 시놉시스를 제작하기 위해 조별로 모여 이야기를 나눴다. 아이디어를 떠올린 학생들은 이야기에 과학적인 오류가 없는지 확인하기 위해 학술 콘텐츠 플랫폼에 관련 내용을 검색해 보기도 하고 시놉시스를 더 효과적으로 표현하기 위해 AI로 이미지를 생성하기도 했다.
 “전국의 핵융합 발전소를 관리하던 AI에 자아가 생기면서 AI는 모든 일을 중단하고 핵융합로를 부숴버립니다. 핵융합 에너지에 의존하던 인류는 전기가 끊겨 일상에 큰 불편함을 겪습니다. 과거에 핵융을 연구했던 청소부 데이비드는 이 문제를  해결하려 AI 시스템을 해킹하고 AI와 대화하면서 오히려 핵융합 에너지를 발전시킬 방안을 마련해 나갑니다.”
 두 시간의 조별 창작 후 SF 시놉시스 발표하는 시간이 진행됐다. 다양한 아이디어가 나온 가운데 한 조는 ‘핵융합 에너지가 상용화된 미래에 발생할 수 있는 인간과 AI 사이 갈등’을 다뤘다. 
 발표를 들은 권 본부장은 “AI는 인간이 주는 보상에 따라 행동이 결정되기 때문에 AI의 반응을 통해 학습한 데이터와 훈련 과정을 짚어볼 수 있었다”며 “이러한 과정을 인간과 AI의 대화로 표현한 점이 재밌었다”고 평했다. 
 고 그룹장은 “AI가 자신에게 전력을 제공해 주는 핵융합로를 굳이 파괴할 동기가 있을지 조금 더 설득력이 있으면 좋을 것 같다”는 감상을 들려줬다. 
 이 교수는 “로봇이 노동에 불합리함을 느끼고 공장을 파괴하는 이야기는 예전부터 있어 왔다”며 “인간을 모사한 대상을 다룰 때 새로운 것을 상상하려면 머릿속으로만 상상하기보다는 이전에 나왔던 이야기에 대한 정보부터 파악하는 게 중요하다”고 조언했다. 
 기술과 문학, 한참 떨어진 듯 보이는 두 분야가 SF라는 단어로 합쳐지자 새로운 미래가 열렸다. 총 다섯 팀의 SF 시놉시스는 평론가와 연구자의 조언을 거치며 핵융합 에너지를 향한 더욱 깊은 상상의 씨앗을 만들어냈다. 
 임재영(천안 북일여고 1학년) 학생은 “평소 상상만 했다가 지식이 부족해 폐기해 버렸던 아이디어를 전문가 도움을 통해 되살릴 수 있었던 자리였다”며 “또래 학생들과의 상호작용을 통해 생각지 못했던 아이디어도 얻을 수 있었다”며 워크숍 참여 소감을 밝혔다. 
 워크숍은 연구자들에게도 새로운 미래를 그릴 수 있는 기회였다. 고 그룹장은 핵융합의 미래를 본 기분이라 밝혔다. 
 “AI 시대에 핵융합 기술에 생길 수 있는 문제를 학생들이 미리 상상해 볼 수 있었어요. 앞으로 우려되는 점을 미리 극복해 나갈 수 있을 것 같아 기대됩니다.”  
 [장효빈 기자 robyne98@donga.com]
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