[산업경제뉴스 손영남 기자] 탄소중립과 에너지 안보라는 두 과제를 동시에 풀어낼 수 있는 ‘꿈의 에너지원’ 핵융합은 이제 실험실을 탈피해 국가 전략의 최전선으로 등장했다. 세계 각국이 기술 패권을 노리는 가운데 최근 중국이 한단계 진보한 인공태양을 선보이며 우월적인 기술력을 과시했다. 한국 역시 자국산 인공태양 KSTAR로 초고온 플라즈마 장시간 유지라는 세계 기록을 세우며 뒤따르고 있지만 중국에 비해 반보 뒤쳐진 자리에서 머물러 있어 아쉬움이 적지 않다. 그럼에도 아직은 완성되지 않은 기술이기에 얼마든지 역전할 기회는 남아있다. ◆ 중국 EAST, 그린월드 한계 돌파.. 핵융합 상용화의 문턱 넘다 미국 과학 전문 매체 <Live Science>는 10일, 중국 허페이의 첨단 초전도 토카막(이하 EAST)이 플라즈마 밀도의 물리적 장벽으로 알려진 그린월드 한계(Greenwald Limit)를 돌파했다고 보도했다. 그린월드 한계란 플라즈마 밀도가 일정 수준을 넘으면 불안정해져 핵융합 반응이 꺼져버리는 물리적 제약으로, 지난 수십 년간 핵융합 연구의 가장 큰 걸림돌로 꼽혀왔다. EAST 연구진은 플라즈마가 ‘한계 이후’에서도 무너지지 않도록, 플라즈마-벽 상호작용을 미세 조율하는 전략으로 관문을 통과했다. 이 벽을 넘어섰다는 것은 핵융합 상용화의 관문을 실제 실험에서 열었다는 의미로 국제 연구 경쟁에서 중국이 중요한 이정표를 선점했음을 알리는 신호다. 이번 성과가 주목받는 이유는 핵융합이 기존 원자력과는 전혀 다른 원리와 장점을 지니고 있기 때문이다. 핵분열은 무거운 원자핵을 쪼개 에너지를 얻는 방식이라 방사성 폐기물이 많이 생기고 안전 문제도 뒤따른다. 반면 핵융합은 가벼운 원자핵을 서로 붙여 더 큰 원자를 만들면서 에너지를 내는데, 이 과정에서 생기는 부산물은 훨씬 깨끗하다. 연료도 바닷물에서 얻을 수 있을 만큼 풍부해 ‘꿈의 에너지’라 불린다. 그러나 태양처럼 엄청난 압력과 온도를 지구에서 인공적으로 만들어야 한다는 난제가 남아 있다. 태양은 중력이 플라즈마를 붙잡지만, 지상에서는 강력한 자기장으로 플라즈마를 도넛형 챔버 안에 안정적으로 떠 있게 만들어야 한다. 이때 플라즈마 경계가 벽과 과도하게 상호작용하거나 내부에서 난류가 커지면 에너지와 입자가 급격히 새어 나가 방전이 꺼진다. 결국 핵융합의 관건은 충분히 뜨겁고 밀도가 높으며 오래 안정적인 플라즈마를 유지하는 것이다. EAST가 집중한 지점은 바로 이 난제를 뚫는 정밀 제어였다. 첫째, 초기 연료 가스 압력을 단계적으로 설계해 플라즈마 밀도를 ‘너무 빨리’ 올리지 않으면서 경계면의 입자·열 플럭스를 균형 있게 분산시켰다. 둘째, 전자 사이클로트론 공명 가열(ECRH)을 통해 마이크로파 주파수를 전자 집단의 공진에 맞추어 에너지를 집어넣고, 난류 억제와 전도 손실 완화를 동시에 노렸다. 핵심은 가열과 연료 주입이 벽과의 상호작용을 악화시키지 않도록 에너지와 입자 수송을 ‘벽-플라즈마’ 양자에 맞춰 동조시키는 것이다. 그 결과 EAST는 토카막의 통상적 운전 범위를 넘어, 그린월드 한계 대비 약 1.3~1.65배에 이르는 고밀도 플라즈마를 안정적으로 유지했다. 이는 단순 기록이 아니라 ‘밀도를 올리면 곧 불안정해진다’는 오랜 통념이 조건부임을 보여주는 실증이다. 이번 성과는 이론적으로만 예측되던 ‘밀도 없는 영역’과 맞닿아 있다. 이름은 역설적이지만 의미는 분명하다. 밀도를 높여도 난류와 경계 불안정이 폭주하지 않는 ‘새로운 균형점’이 존재한다는 것이다. EAST는 플라즈마 벽 자기조직화(PWSO) 개념을 적용해 경계에서의 에너지·입자 교환을 능동적으로 균형 잡아 벽 손상과 플라즈마 붕괴를 동시에 피했다. 실험적으로 이 영역에 진입했다는 사실은 경계부 제어, 가열·연료 주입 동조, 디버터 설계 등을 아우르는 토카막 설계 패러다임을 재구성할 근거를 제공한다는 의미다. ◆ 한국 KSTAR, 초고온·장시간 운전으로 또 다른 난관 돌파 핵융합 기술 선점에 공을 기울이고 있는 우리 입장에선 사뭇 부러울 수밖에 없는 대목이다. 알려진 것처럼 대전 한국핵융합에너지연구원(KFE)의 KSTAR는 ‘한국의 인공 태양’으로 불리며, 고온·장시간 유지라는 또 다른 난관을 돌파하고 있는 상황이다. 성과도 꾸준하다. KSTAR는 1억도 초고온 플라즈마를 수초에서 수십 초까지 안정적으로 유지하는 기록을 연이어 세웠고, 분 단위 운전을 목표로 장치 업그레이드와 운전 시나리오 최적화를 병행하고 있다. 이는 고밀도 운전과 맞물려 ‘고온·고밀도·장시간’이라는 세 가지 요소를 동시에 달성하는 방향으로 세계 연구가 수렴하고 있음을 보여준다. 특히 KSTAR가 축적한 전류 구동 기술, 가속 중성자 주입과 전자·이온 공명 가열 같은 가열 방식, 그리고 ELM 억제와 디버터 열부하 분산을 통한 경계면 제어 기술은 EAST가 시도하는 고밀도 운전 안정화 로드맵과 상호 보완적이다. 국제적 흐름을 살펴보면, 미국 DIII-D와 여러 대학·연구소는 그린월드 한계를 실험적·수치적으로 재평가하며 경계면 수송과 난류 억제 메커니즘을 분석하고 있다. 유럽은 프랑스 카다라슈의 국제열핵실험로(이하 ITER)를 중심으로 대규모 초전도 자석, 진공 시스템, 가열·연료 주입 장치, 디버터 모듈의 통합 신뢰성을 끌어올리고 있다. 일본 JT-60SA는 초전도 대형 토카막으로 운전을 시작해 장시간 시나리오 최적화에 기여할 전망이다. 한편 미국과 유럽의 민간 스타트업들은 레이저 관성핵융합, 고온 초전도 자석을 활용한 소형 토카막, 구형 토로스 등 다양한 대안을 실험하며 ‘작게, 빠르게’라는 상용화 경로를 탐색하고 있다. 이 모든 흐름이 겹쳐 핵융합은 더 이상 순수 과학의 영역에 머물지 않고, 에너지 안보와 산업 전략의 핵심 분야로 자리 잡고 있다. ITER는 연구용 장치지만 ‘연속적이고 의미 있는 출력’을 내는 최초의 국제 초대형 토카막을 목표로 한다. 일정은 여러 변수가 있지만, 통합 시운전과 단계적 플라즈마 운전을 거쳐 본격적인 핵융합 반응 생성 시점을 향해가고 있다. 중요한 것은 EAST와 KSTAR 같은 장치들이 ITER의 운전 범위를 현실적으로 넓혀주고 있다는 점이다. 고밀도 안정화, 고온 장시간 유지, 경계면 열하중 관리, 연료 순환, 특히 삼중수소의 취급과 재처리 같은 기술이 앞서 실증될수록 ITER의 첫 성공은 더 안전하고 신뢰도 높게 다가올 것이다. 이후 데모(DEMO) 발전소 개념으로 이어지면 실제 전력망 연동과 경제성 평가, 규제 프레임 구축이 본격화된다. 사회·경제적으로 핵융합 상용화의 파급력은 크다. 전력 생산이 기상 조건에 좌우되지 않고, 연료 조달의 지정학적 리스크가 줄어들며, 장기 방사성 폐기물 부담이 낮다면 전력 시장 구조와 에너지 패권 지형은 재편될 수밖에 없다. 다만 ‘언제’와 ‘어떤 비용’으로라는 질문은 여전히 남는다. 대형 장치 구축·운영 비용, 소재 내구성 문제, 삼중수소 공급망, 규제와 안전 기준 등은 상용화의 현실적 허들이다. 이를 극복할 때라야만 비로소 상용화를 논할 수 있게 되는 것이다. 이번 중국의 EAST는 그런 의미에서 큰 의미를 지닐 수밖에 없다. 기술 선점을 위해 극한 경쟁에 나선 각국들이 아쉬움을 삼킬 수밖에 없는 대목이지만 실망은 이르다. 기후 위기 대응과의 관계에서도 핵융합은 ‘즉각적’ 해법이 아니라 ‘장기적’ 해법이기 때문이다. 현재의 배출 감축은 재생에너지 확대, 효율 향상, 전력망 디지털화, 저장 기술과 병행되어야 한다. 그 위에 핵융합이 더해지면, 베이스로드와 탄소중립 목표 달성의 방정식은 안정성을 얻는다. EAST의 그린월드 한계 돌파는 핵융합 연구에서 오랫동안 넘기 어려운 물리적 장벽을 실제 실험에서 넘어선 성과다. KSTAR의 장시간 초고온 운전은 또 다른 축에서 그 한계를 밀어붙이고 있다. 두 장치가 열어놓은 ‘운전창 확대’는 ITER 같은 국제 통합 프로젝트의 성공 가능성을 높이고, 데모 발전소로 가는 시간표를 앞당길 수 있는 기반을 마련한다. 핵융합은 아직 실험실을 완전히 벗어나지 못했지만, 이번 성과들은 인류가 태양을 모사하는 기술을 꾸준히 성장시키고 있음을 분명히 보여준다. 에너지·기후·산업·안보가 교차하는 시대에 핵융합은 ‘단번의 혁신’이라기보다 ‘차곡차곡 쌓아 올리는 진전’으로 다가오고 있다. 지금 필요한 것은 성과를 과대평가하거나 폄하하지 않고, 실증과 투자, 규제·표준, 국제 협력을 균형 있게 이어가는 일이 될 것이다.

[산업경제뉴스=이상현 기자] 북한과 중국, 러시아가 이재명 대통령 집권 후 달라진 한국 외교 기조를 숨죽여 지켜보고 있다. 특히 최근 북중러 3국이 공유하는 매우 중요한 공통점 3가지가 감지된다. 북중러는 우선 ▲베네수엘라 침공에 대한 대미 비판 수위를 전례 없이 ‘낮은 키’로 유지하고 있다. 두 번째는 ▲외교적 수사(rhetoric)를 포함해 일본에 대한 비판 수위가 ‘전례 없이’ 높다. 마지막으로 ▲한국에 대한 북중러의 메시지가 우호적이고 정교하게 관리되고 있다. 2026년 11월 미국 중간선거가 있다. 트럼프는 쉽게 공감대를 얻기 어려운 외교・안보 분야 대신 관세정책과 이민정책으로부터 얻은 국익(재정수입 등)을 내세울 전망이다. 특히 중국과 아시아동맹국 관련 현안 중에는 딱히 내세울 성과도 없다. 중일 관계가 악화일로인 가운데 한국의 몸값이 올라간 상황이다. 이재명 대통령은 무역유지(중국)와 북극항로 개척(러시아), 남북관계 개선(북한)에 모두 목마른 상황이다. 미국이 중간선거로 정신없는 사이, 시쳇말로 ‘물 들어올 때 노를 저어야’ 한다. 그런 시야로 13일 한일정상회담을 전망해 보면, 별다른 호재가 없을 전망이다. 군사적 충돌 당사국 아닌 북중러, 대미 메시지 관리당연한 얘기 같지만, 베네수엘라 침공에 대해 북중러의 비판은 최근 미국과 군사적 충돌을 겪은 이란이나 당사자 베네수엘라만큼 원색적이지 않다. 미국의 위선 등 지구촌 리더십을 꼬집는 메시지가 대부분이다. 우선 북한은 미국이 베네수엘라의 마두로 대통령을 생포해 압송한 4일 당일 성명에서 “오랫동안 수없이 목격해온 미국의 불량배적이며 야수적인 본성”이라고 비판했다. 한반도 주변에서 전략무기를 전개하며 한미연합훈련을 주도하는 미국에 대한 북한의 원색적 비난 논평에 견주면 사뭇 점잖다. 덜 신랄하다. 중국은 “국제법을 기초로 하는 국제질서, 특히 주권과 영토 완전성 및 평화적 방식의 분쟁 해결이 존중돼야 한다”고 강조한다. 베네수엘라 석유 수입국 기준으로 보자면 중국의 비율이 60%를 크게 웃돌지만, 중국 전체 수입 석유 비율로 보자면 베네수엘라산 석유는 1% 미만으로 미미하다. 다만 베네수엘라가 위안화 결제망인 ‘초국경은행간결제시스템(Cross-Border Interbank Payment System, CIPS)’에 가입 신청한 점이 미국의 금지선(red line)을 넘은 정황이 뚜렷하다. 중국은 지구촌 단일 기축통화(달러)의 위협에 직면한 미국을 ‘염화미소’와 함께 점잖게 꾸짖고 있다. 러시아도 미국의 소프트파워 상실을 조롱하며 점잖게 꾸짖는 뉘앙스다. 유엔 주재 러시아 대사는 미국의 처사를 ‘비인도적 범죄행위’로 규정하고 ‘신식민주의’, ‘제국주의’라는 표현을 동원, 원론적 비판에 나섰다. 마침 트럼프 미국 대통령이 국제기구와 조약 등 66개를 탈퇴한다고 천명했다. 북중러의 대미 메시지는 ‘규칙 기반 세계질서’의 원조인 미국이 앞장 서서 그 질서를 깨는 행태를 부각시키는 데 초점을 맞추고 있다. 북중러, 군사재무장 나서는 일본에 강한 수위로 비판북중러는 미국에 대한 메시지 관리와 대조적으로 일본에 대해 높은 수위로 외교 공세를 강화하고 있다. 중국은 이재명 대통령과 만나는 기간인 지난 6일(베이징 시간) 일본에 대해 ‘이중용도 물품 수출 금지방침’을 전격 발표했다. 13일부터 1박2일간 한일정상회담이 열린다. 구랍 4일 “2026년 1월 중순 일본 ‘나라’현에서 한다”고 이미 발표가 된 터였다. 미중 정상회담은 12월말 확정된 것으로 알려졌다. 당초 4월쯤으로 잠정됐지만, 중국이 한일정상회담을 앞둔 1월초 전격 이재명 대통령을 국빈 초청한 것이다. 중국의 메시지는 분명하다. 한국이 일본과 가까워져 봐야 별로 재미가 없을 것이라는 메시지다. 지난해 중국이 열어준 반도체 수출시장보다 더 큰 선물(한한령 해제 등)을 주겠다는 메시지로도 읽혔다. 러시아 역시 일본에 강경한 태도를 직접 드러내고 있다. 마리아 자하로바 러시아 외무부 대변인은 지난 2일(모스크바 시간) 일본 전범 20명의 명단을 공개하고, 이들이 소련에 대한 첩보·파괴공작, 국경 인근에서의 공작원 양성, 그리고 731부대 인체실험에 관여했다고 밝혔다. 러시아 검찰은 지난해 4~11월 1980~2000년대 일부 일본인에 대한 ‘사면(rehabilitation)’ 결정을 내렸었다. 그런데 새해 벽두에 돌연 “재검토해 사면을 취소한다”고 번복한 것이다. 특히 “이들의 범죄는 공소시효 대상이 아니며 법적 평가 작업은 계속된다”고 강조했다. 일본의 역사 왜곡과 군사대국화 움직임에 강하고 원칙적인 대응을 시사한 것이다. 한국 언론 대부분은 이 사실을 아예 보도하지도 않았다. 북한 <조선중앙통신>은 일본의 '3대 안보 문서 개정' 추진에 대한 11일 논평에서 “신군국주의로 일본이 얻을 것은 완전파멸 뿐”이라고 강하게 비난했다. 논평 제목도 ‘신군국주의의 종착점은 강한 일본이 아닌 망한 일본이다’ 였다. 통신은 논평에서 “피비린 과거 죄악을 전면부정하고 신속한 재무장화로 옛 제국시대를 기어이 재건해보려는 신군국주의 광증의 뚜렷한 발로”라며 강하게 일본을 비난했다. 반면 한국 파주에서 출발한 것으로 추정되는 무인기 문제에 대해 한국 정부에 대해 “군사적 목적이 아니라면 다행이지만, 설명하라”는 다소 유연한 태도를 보이고 있다. 한미일 군사동맹에 어깃장…북중러 메시지 핵심한국과 일본에 대한 북중러의 상반된 외교적 태도 3가지는 하나의 알고리즘으로 연결돼 있다. 북중러 군사・외교・안보의 중심에 미국이 있기 때문이다. 미국은 전통적으로 “러시아와 중국, 이란, 북한을 ‘비정상적 권위주의 국가’”라는 서사를 공고히 해왔다. 시기별로 경중이 있지만, 전통적으로 미국 ‘대외무역법’ 등에서 이들 4개 나라를 ‘해외우려실체(Foreign Entity Of Concern, FEOC)’로 규정, ‘불량국가’로 낙인을 찍고 있다. 불량국가와 어울리면서 동시에 미국과 교역하는 경우 여러 직간접 불이익을 받는다. 한미일 군사동맹은 이런 서사에 기초한 군사전략이다. 미국 입장에선 선진국인 한일 양국과 각각 군사동맹을 맺고 있다. 양국은 동아시아에서 언제든 미국의 대리전쟁이 가능하다. 딱히 숨기지도 않는다. 바이든 정부 때는 미국이 대주주인 북대서양조약기구(나토)에 포탄과 전쟁 물자를 보내 동아시아 동맹국들과 나토를 잇는 무리수(인도태평양전략)를 두기도 했다. 북중러에게 한미일 군사협력(동맹)은 항상 큰 장벽이었다. 그런데 트럼프가 장벽을 구성하는 벽돌 사이에 큰 틈을 냈다. 미국 최대 현안인 재정적자와 무역적자 해소를 위해 우방국인 한국과 일본에 상호관세와 방위비 부담을 더 지웠다. 한일이 자발적으로 미국과 군사협력할 동력을 떨어뜨렸다. 한국과 일본의 대미 원심력이 커질 수 밖에 없다. 미중 전략경쟁 구도 하에서 항상 ‘고래 싸움에 새우 등 터져온’ 한국과 일본은 이 참에 미중전략경쟁 구도 자체에서 벗어나야 한다는 점에서 교감하고 있다. 다카이치의 목적함수는 군사재무장…한미일 공조 어려워야 속도<일본경제신문(닛케이)>는 ‘일한, 미들파워 연대 중요성’이란 제하의 지난 8일자 칼럼에서 “미중이 양대 강대국이라는 세계관으로 현재 상황을 인식하려 하는 것은 한국과 일본에 불이익이 된다”면서 “미중 양측을 견제하기 위해서라도 긴밀한 한일 관계가 중요하다”고 짚었다. 일본 조야의 이런 외교・안보 구상은 트럼프가 만든 외교・안보 공간을 잘 활용하자는 취지다. 아베 노선 계승을 표방한 다카이치 사나에 총리는 중국을 향한 군사행동 의지를 드러냈고, 그녀의 주변에서 핵무장 얘기도 오갔다. 일본은 트럼프 2기 내각의 변칙적 외교・안보 스타일 하에서 어떻게든 군사재무장의 동력을 추가로 확보하려 부심하고 있다. 한국 이재명 정부의 셈법은 좀 다르고 더 복잡하다. 북한과 대화의 물꼬를 터야하고, 이와 직간접 연계된 한러관계 개선에도 나서야 한다. 일본과 각을 세우고 있는 중국이 지탱하고 있는 교역을 유지, 관리해야 한다. 지금은 미국보다 유럽이 더 걸림돌이 되고 있다. 이재명 대통령은 최근 ‘러시아가 한국과 관계 회복을 위한 대화를 원하고 한국도 러시아와 관계를 트고 싶은데 유럽이 러시아를 매우 예민하게 생각하니 유럽 눈치가 보인다’는 취지의 속내를 털어놓은 것으로 알려졌다. 이 대통령은 특히 유럽에 대한 K-방산 수출 건도 있으니 당장은 한러관계 회복이 쉽지 않다는 취지로 말한 것으로 전해진다. 한일 양국이 13~14일 정상회담을 계기로 미중전략경쟁 구도에서 벗어나려 협력할지 주목된다. 북중러가 한일관계 개선을 경계하는 한, 가능성은 낮아 보인다. 중국은 한국에게 반도체 등 20% 가까운 수출시장이다. 일본에게 중국의 이중용도 물품 수출금지는 뼈아픈 타격이다. 유보한 것이지만, 미국은 이런 상황에서 국가안보전략(NSS)에서 대중국 공격적 매시지를 뺐다. 다카이치 총리 입장에서도 한일관계 개선이 큰 도움이 안된다. 군사재무장에 공감하는 여론을 선거 승리로 유도하려면 “북한의 위협은 강화되는데, 주변국과 외교도 잘 안 된다”는 서사가 필요하기 때문이다. 한일, 한미일 군사협력이 강화되면 방위비 급증에 의문을 제기하는 중도층의 반발이 거세질 우려도 있다. 결국 집토끼(보수층)를 지키고 중도층을 껴안으면서 군사재무장을 성사시키려면 한미일・한일 군사협력에 구멍이 나야 한다. 이상현 <엔트로피>편집위원 러시아 <스푸트니크> 한국특파원, 서울외신기자클럽(SFCC) 회원, 아시아기자협회(AJA) 회원, 지구촌 팩트체크기구 GFCN 회원. 고정 칼럼 [엔트로피 網] 등을 집필