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[IT뉴스]빅테크 주도 ‘가상 핵융합로’…韓도 플랫폼 구축 도전장

온카뱅크관리자

2026-02-22 17:57:34

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> ■과기부 ‘디지털 플랫폼’ 사업 가상 환경서 설계·운전 검증 작업 2030년까지 R&amp;D에 460억 투자 기술표준 정립에 향후 주도권 갈려 운영경험 축적 산업판도 좌우 전망 
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 사진 제공=클립아트코리아
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 엔비디아 등 글로벌 빅테크들이 핵융합 분야에 디지털 기술을 접목한 연구에 뛰어드는 가운데, 한국도 2030년까지 ‘가상 핵융합로’ 플랫폼 개발에 나서며 차세대 에너지 기술 주도권 확보 경쟁에 본격 합류했다. 인공지능(AI) 데이터센터 확산으로 전력 수요가 급증하면서 막대한 비용이 드는 핵융합로를 가상 공간에 정밀 구현해 설계와 운전을 검증하고 개발 기간과 비용을 줄이려는 전략이다. 핵융합 기술 표준이 아직 형성되지 않은 초기 단계인 만큼, 설계·운영 방식의 기준을 누가 먼저 정립하느냐가 향후 시장 주도권을 좌우할 것으로 보인다.
 22일 업계에 따르면 과학기술정보통신부는 올해부터 2030년까지 총 460억 원 규모의 ‘AI 기반 디지털 가상 핵융합로 플랫폼 개발 사업’을 추진한다. 가상 공간에 핵융합로를 디지털트윈 방식으로 구현해 구조 설계와 운전 조건을 시뮬레이션하고, AI를 적용해 연구·검증 과정을 자동화하는 전략이다.
 이번 사업에서는 실제 핵융합로와 동일한 조건을 디지털 공간에 구현해 구조 설계, 열 하중, 운전 시나리오 등을 가상 환경에서 검증하는 기술을 개발한다. 특히 플라즈마 상태를 실시간으로 분석하고 AI가 최적의 제어 전략을 제시하거나 자동 수행하도록 하는 지능형 운전 기술 확보도 목표로 한다. 과기정통부 관계자는 “디지털 기반 가상 플랫폼을 활용하면 문제를 사전에 발견하고 설계와 검증을 빠르게 반복할 수 있다”며 “개발 기간을 단축해 핵융합 상용화 시점을 앞당기는 것이 이번 사업의 핵심 목적”이라고 설명했다.
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 핵융합 발전은 수소 원자핵이 융합해 헬륨으로 변하는 과정에서 발생하는 에너지를 전력으로 전환하는 기술로, 태양이 빛과 열을 내는 원리와 유사해 ‘인공 태양’으로 불린다. 태양광·풍력 등 재생에너지는 날씨에 따라 출력 변동성이 크고, 기존 원자력은 건설 기간과 폐기물 처리 문제가 뒤따른다. 반면 핵융합은 바닷물에서 추출한 중수소를 연료로 사용하고 반응 과정에서 장기 방사성 폐기물이 거의 발생하지 않아 궁극의 청정에너지로 평가받는다. 특히 AI 인프라 확산으로 24시간 안정적인 전력 공급의 중요성이 커지면서 핵융합이 유력한 대안으로 다시 주목받고 있다.
 지상에서 핵융합 반응을 구현하려면 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 안정적으로 유지해야 한다. 하지만 검증할 실증로는 한 번 건설하면 구조 변경이 사실상 불가능해 막대한 시간과 비용이 투입된다. 이 때문에 실제 장치를 제작하기 전에 가상 환경에서 설계와 운전을 검증하는 디지털 기반 접근이 빠르게 확산되는 추세다. 엔비디아는 올해 초 지멘스와 커먼웰스퓨전시스템(CFS)의 핵융합 실증로 ‘스파크(SPARC)’에 디지털 엔지니어링 기술을 적용한다는 계획을 공개했으며, 제너럴아토믹스가 운영하는 국립핵융합 시설을 디지털 트윈 기반으로 재현해 공개하기도 했다. 구글은 CFS에 대한 투자와 함께 딥마인드의 AI 기술을 활용해 핵융합 장치 자율 운전을 목표로 한 AI 모델을 개발 중이다.
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 <img alt="한국의 초전도 핵융합연구장치 ‘KSTAR’ 내부 모습. 사진 제공=한국핵융합에너지연구원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/22/seouleconomy/20260222175528002mmtn.png" data-org-width="620" dmcf-mid="3NDrTzHllb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/22/seouleconomy/20260222175528002mmtn.png" width="658">
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 한국의 초전도 핵융합연구장치 ‘KSTAR’ 내부 모습. 사진 제공=한국핵융합에너지연구원
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 미국과 달리 유럽·일본 등 다수 국가는 여전히 정부 주도의 연구 인프라를 중심으로 핵융합 개발을 추진하고 있다. 유럽연합(EU)은 공동 연구체인 유로퓨전(EUROfusion)을 통해 ITER(국제핵융합실험로)와 차세대 실증로(DEMO)를 대비한 통합 모델링 연구를 수행하고 있다. 일본은 ITER의 보완 장치로 구축된 JT-60SA를 활용해 실험과 시뮬레이션을 병행하며 차세대 핵융합로 운전 기술을 검증하고 있다. 글로벌 전문가들은 핵융합 상용화 시점을 그동안 2040~2050년대로 예상해왔지만, 최근 AI 기반 설계와 시뮬레이션 기술이 연구 속도를 끌어올리면서 2030년대 진입 가능성도 제기된다. 기술 표준과 데이터 체계가 아직 확립되지 않은 만큼, 초기 단계에서의 설계 방법론과 운영 경험 축적이 산업 판도를 좌우할 핵심 변수로 꼽힌다.
 한국 역시 초전도 핵융합 연구장치 KSTAR 운영을 통해 축적한 30여 년의 연구 경험을 기반으로 상용화 준비에 속도를 내고 있다. 정부는 1조5000억 원 규모의 핵심 기술개발 및 첨단 실증 연구 인프라 구축 사업을 추진하는 한편, 2026년 핵융합 연구개발(R&amp;D) 예산을 전년 대비 두 배 가까이 확대하는 등 투자를 강화하고 있다.
 서지혜 기자 wise@sedaily.com
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