검색
-
-
[퓨처 Eyes(101) ]브룩헤이븐 연구소 '빅뱅 머신', 초기 우주 탐사 준비 완료
- 우주 탄생 직후의 '뜨거운 혼돈' 상태를 재현하는 '빅뱅 머신'이 본격적인 탐사를 위한 채비를 마쳤다. 미국 브룩헤이븐 국립연구소의 차세대 검출기 'sPHENIX'가 성능을 검증하는 핵심 시험을 성공적으로 통과하며, 태초의 물질로 알려진 '쿼크-글루온 플라스마(QGP)'의 특성을 정밀하게 재구성할 수 있음을 입증했다. '고에너지 물리학 저널' 최신호에 발표된 논문에 따르면, sPHENIX는 빛의 속도로 금 이온을 충돌시켰을 때 방출되는 입자의 수와 에너지를 정확히 측정하는 데 성공했다. 이 시험의 성공은 sPHENIX가 본격적인 과학 연구에 돌입할 준비가 됐음을 의미한다. '표준 촛불' 시험 통과…탐사 능력 입증 이번에 통과한 시험은 물리학에서 '표준 촛불(Standard Candle)' 테스트로 불린다. 이는 검출기의 정확도를 확인하는 매우 중요한 과정이다. 예를 들어, 우리는 100와트(W) 전구가 항상 같은 밝기를 낸다는 사실을 알고 있다. 만약 멀리 있는 100W 전구가 희미하게 보인다면, 우리는 그 밝기를 기준으로 거리를 계산할 수 있다. 이처럼 '표준 촛불' 시험은 이미 결과가 잘 알려진 입자 충돌을 일으켜, 검출기가 그 결과를 얼마나 정확하게 측정하는지 확인하는 작업이다. 이 시험을 통과해야만 앞으로 미지의 현상을 관측한 데이터 역시 신뢰할 수 있게 된다. 2024년 가을 3주 동안 진행된 이번 시험에서, 연구진은 금(金) 원자에서 전자를 떼어낸 '이온'을 빛의 속도에 가깝게 가속해 충돌시켰다. 그 결과, 이온들이 정면으로 충돌했을 때가 스치듯 비껴간 경우보다 10배 더 많은 하전 입자(전기적 성질을 띤 입자)를 생성했으며, 이 입자들의 에너지 또한 10배 더 강력하다는 예측된 결과를 정확히 측정해냈다. sPHENIX 공동연구단의 일원이자 전 대변인인 군터 롤런드 MIT 물리학과 교수는 "이는 검출기가 설계된 대로 작동한다는 것을 보여준다"며 "마치 10년간 만든 새 망원경을 우주로 보내 첫 사진을 성공적으로 찍은 것과 같다. 완전히 새로운 발견은 아닐지라도, 이제 새로운 과학을 시작할 준비가 됐음을 증명한 것"이라고 평가했다. 이번 논문의 주 저자인 하오런 정 MIT 물리학과 대학원생은 "이 강력한 기반 위에서 sPHENIX는 쿼크-글루온 플라스마 연구를 더 높은 정밀도와 해상도로 발전시킬 것"이라고 덧붙였다. 논문의 저자들은 모두 sPHENIX 공동연구단 소속으로, 이 연구단은 롤런드 교수와 하오렌 정(Hao-Ren Jheng) 연구원을 비롯해 MIT 베이츠 연구 및 공학 센터의 물리학자들을 포함, 전 세계 여러 기관의 과학자 300명 이상으로 구성되어 있다. 우주 태초의 '완벽한 유체'를 찾아서 연구진이 찾으려는 쿼크-글루온 플라스마(QGP)는 대체 무엇일까? 우리 몸을 포함한 세상의 모든 물질은 원자로, 원자는 양성자와 중성자로, 그리고 양성자와 중성자는 더 작은 '쿼크(quark)'라는 기본 입자로 이루어져 있다. 마치 레고 블록(쿼크)들이 모여 장난감 자동차(양성자, 중성자)를 만드는 것과 같다. 이때 '글루온(gluon)'이라는 입자가 강력한 접착제처럼 쿼크들을 단단히 붙잡고 있어 평소에는 절대 떨어지지 않는다. 하지만 우주가 탄생한 빅뱅 직후 수 마이크로초(100만분의 1초) 동안은 상상할 수 없는 초고온·초고압 상태였다. 초기 우주 환경에서는 강력한 접착제도 소용이 없어져, 쿼크와 글루온이 분리된 채 마치 뜨거운 수프(원시 수프)처럼 자유롭게 떠다녔을 것으로 추정된다. 바로 이 상태가 QGP다. QGP가 생성되더라도 그 지속 시간은 단지 10⁻²²초, 즉 약 100분의 1섹스틸리언(1/10²²)초에 불과하다. 이 원시 수프는 약 100분의 1섹스틸리언(1/10²²)초라는 눈 깜짝할 사이보다도 훨씬 짧은 시간 존재하다가, 우주가 빠르게 냉각되면서 다시 뭉쳐 오늘날의 양성자와 중성자를 만들었다. 특히 QGP는 섭씨 수조 도에 달하는 상태에서 점성이 거의 없는 '완벽한 유체(perfect fluid)'처럼 행동했을 것으로 보인다. 이는 물처럼 흐르는 액체라기보다, 수천 마리의 물고기 떼가 한 몸처럼 완벽하게 움직이듯 모든 입자가 저항 없이 일사불란하게 움직이는 상태를 의미한다. 롤런드 교수는 "QGP 자체는 결코 볼 수 없고, 그것이 붕괴하며 남긴 입자 형태의 '재'만 볼 수 있다"면서 "sPHENIX의 목표는 이 입자들을 측정해 순식간에 사라진 QGP의 특성을 재구성하는 것"이라고 설명했다. 무게 1000톤 '빅뱅 머신'의 압도적 성능 이처럼 까다로운 임무를 위해 sPHENIX는 2층집 크기에 무게 1000톤에 달하는 거대한 규모로 제작됐다. 현재는 퇴역한 기존 PHENIX 검출기를 대체해 2021년 설치됐으며, 초당 1만5000건의 입자 충돌을 포착하고 그 잔해를 3차원으로 추적할 수 있다. 검출기의 여러 시스템이 함께 작동하며 sPHENIX는 단일 충돌에서 생성된 입자 폭발을 추적하는 거대한 3D 카메라 역할을 한다. 특히 MIT 베이츠 연구 및 공학 센터가 제작한 핵심 부품 'MVTX'는 측정의 정밀도를 획기적으로 높였다. 25년 여정의 마침표…새로운 시작 예고 현재 sPHENIX는 25년간 우주 초기 비밀을 탐사해 온 상대론적 중이온 충돌기(RHIC)의 마지막 임무를 위한 데이터를 수집하고 있다. RHIC는 이번 가동을 끝으로 운영을 종료하며, 그 뒤를 이어 차세대 '전자-이온 충돌기(Electric-Ion Collider, EIC)'가 임무를 이어받게 된다. MIT 박사후연구원 캐머런 딘은 "sPHENIX의 재미는 이제 시작"이라며 "모든 데이터가 확보되면, 우리는 QGP의 밀도나 서로 다른 입자를 묶는 에너지의 비밀을 풀어줄 '10억분의 1' 확률의 극히 드문 현상을 탐색할 수 있을 것"이라고 기대를 밝혔다. 이 연구는 미국 에너지부 과학실과 국립과학재단의 일부 지원을 받아 수행됐다.
-
- 포커스온
-
[퓨처 Eyes(101) ]브룩헤이븐 연구소 '빅뱅 머신', 초기 우주 탐사 준비 완료
-
-
[월가 레이더] S&P500, 사상 첫 6500선 돌파⋯AI 랠리 재확인
- 뉴욕증시가 28일(현지시간) 사흘 연속 상승세를 이어갔다. 스탠더드앤드푸어스(S&P)500 지수는 전장보다 20.46포인트(0.32%) 오른 6501.86으로 마감해 사상 처음 6500선을 넘어섰다. 나스닥 지수는 115.01포인트(0.53%) 오른 2만1705.15, 다우존스 산업평균지수는 71.67포인트(0.16%) 상승한 4만5636.90으로 거래를 마쳤다. 엔비디아가 발표한 2분기 실적은 매출이 56% 늘며 시장 예상치를 웃돌았다. 다만 데이터센터 매출은 소폭 미달했고, 이번 분기 매출 전망치도 540억 달러로 기대치(531억 달러)를 소폭 웃도는 수준에 그쳤다. 이에 엔비디아 주가는 0.82% 하락했다. 반면 브로드컴(2.8%), 마이크론(3.6%) 등 다른 반도체주는 상승하며 투자심리를 이끌었다. 업종별로는 기술주(0.66%), 통신서비스(0.94%), 에너지(0.68%)가 강세를 보였고, 필수소비재(-0.46%)와 유틸리티(-0.87%)는 약세였다. 변동성지수(VIX)는 2.76% 내린 14.44로 안정세를 나타냈다. 투자자들은 29일 발표 예정인 7월 개인소비지출(PCE) 물가지수를 주목하고 있다. [미니해설] 엔비디아 호실적이 이끈 사상 최고치…AI 랠리의 지속 가능성 뉴욕증시는 엔비디아의 실적 발표를 기점으로 다시 한 번 AI 랠리를 확인했다. S&P500 지수는 사상 처음으로 6500선을 돌파하며 시장의 기대를 반영했다. 엔비디아 매출은 전년 동기 대비 56% 증가해 월가 예상을 넘어섰지만, 데이터센터 부문 매출은 다소 부족했고 이번 분기 매출 전망치도 소폭 상회에 그쳤다. 장중 주가가 2.8% 이상 하락했으나 낙폭을 줄여 0.82% 하락으로 마감했다. "중국 제외했지만 성장 견조" 평가 엔비디아의 이번 분기 가이던스에서 중국 판매는 포함되지 않았다. 멜리어스 리서치의 벤 라이트시스는 CNBC 인터뷰에서 "중국 매출이 가이던스에 반영되지 않았다는 점은 일부 투자자들의 기대에 못 미쳤다"고 말했다. 그는 이어 "중국 외 지역의 성장은 여전히 강력하며 4분기에도 큰 폭의 성장이 이어질 것"이라고 전망했다. 월가 주요 투자은행들도 엔비디아의 목표주가를 상향 조정하며 AI 반도체주에 대한 낙관적 시각을 유지했다. 반도체·에너지 전반으로 확산되는 AI 열기 엔비디아 주가는 약세였지만 반도체 업종은 강세를 보였다. 마이크론은 HBM(고대역폭 메모리) 수요 확대 기대감에 3.6% 상승했고, 브로드컴은 2.8%, AMD는 0.9% 각각 올랐다. AI 데이터센터와 관련된 에너지·산업주도 동반 상승했다. 오클로(6.4%), 뉴스케일 파워(3.8%) 등 소형원자로 기업들이 급등했고 GE버노바와 이튼 등 전력·부품업체들도 상승세를 보였다. AI 수요가 반도체를 넘어 에너지와 인프라 분야로 확산되는 흐름이 뚜렷해졌다. 거시 변수와 정치 리스크가 남긴 과제 투자자들은 트럼프 대통령의 연준 개입 논란에도 크게 흔들리지 않았다. 트럼프 대통령이 연준 이사 리사 쿡을 해임한다고 밝히면서 논란이 일었으나, 쿡 이사가 소송을 제기해 법적 공방으로 넘어간 상태다. 그럼에도 증시는 연준 독립성 훼손 우려보다 실적과 성장 모멘텀에 집중하는 분위기다. 2분기 미국 GDP 성장률은 연율 3.3%로 잠정치(3.0%)와 시장 전망(3.1%)을 웃돌았다. 경기 연착륙 기대를 키우는 지표로 작용했다. 다만 29일 발표 예정인 7월 PCE 물가지수가 예상보다 높게 나오면 시장의 낙관론이 시험대에 오를 수 있다. 9월 효과와 투자 전략 LPL파이낸셜의 애덤 턴퀴스트는 "S&P500이 200일 이동평균선을 웃도는 상황에서 9월로 진입하면 평균 1.3% 상승한다"며 계절적 약세를 과도하게 우려할 필요가 없다고 진단했다. 소시에테제네랄의 마니시 카브라는 "향후 증시의 핵심 변수는 연준의 금리 인하 폭"이라며 내년까지 100bp 이상의 금리 인하를 예상했다.
-
- 금융/증권
-
[월가 레이더] S&P500, 사상 첫 6500선 돌파⋯AI 랠리 재확인
-
-
[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발
- 인류의 역사를 관통하며 부와 권력의 상징으로 여겨졌던 금(金). 그 영원할 것 같던 가치의 근원이 이제 원자 단위에서 새롭게 쓰이고 있다. 스웨덴 린셰핑 대학교 연구진이 주축이 된 국제 공동 연구팀이 두께가 원자 한 겹에 불과한 2차원 형태의 금, '골딘(Goldene)'을 세계 최초로 합성하는 데 성공했다. 이 이름은 탄소 원자 한 층 물질인 '그래핀(graphene)'의 명명법을 따라 '금(gold)'과 접미사 '-ene'을 결합한 것이다. 이는 2004년 '꿈의 신소재' 그래핀의 등장 이후 재료과학계에 또 하나의 거대한 이정표를 세운 것으로 평가된다. 물질을 극한의 두께로 제어할 때 그 본성이 어떻게 변모하는지를 극명하게 보여주는 이번 발견은 전자, 에너지, 의료 등 미래 산업의 패러다임을 바꿀 잠재력을 품고 있다. 난제 중의 난제, '2차원 금'을 향한 도전 물질을 원자 한 겹 수준으로 얇게 펴면, 3차원 덩어리 상태에서는 볼 수 없었던 놀라운 특성들이 나타난다. 원자들의 궤도가 바뀌면서 전자의 움직임이 자유로워지고 전기적 특성을 마음대로 조절할 수 있게 되며, 빛과 상호작용하는 능력이 극대화된다. 또한, 거의 모든 원자가 표면에 노출되면서 촉매 반응의 효율이 비약적으로 상승한다. 인류가 원자 두께의 금에 주목하는 이유다. 하지만 금속 원자는 평평하게 퍼지기보다 서로 뭉쳐 구슬 같은 입자를 형성하려는 성질이 매우 강해, 지지대 없이 독립적으로 존재하는 2차원 금속판을 만드는 것은 오랫동안 재료과학계의 난제로 남아있었다. 연구팀은 이 난제를 해결하기 위해 완전히 새로운 접근법을 고안했다. 마치 샌드위치처럼 서로 다른 원자층이 겹겹이 쌓인 'MAX상(MAX phase)'이라는 특수한 세라믹 결정 구조에서 해법을 찾은 것이다. MAX상은 M(전이금속), A(A족 원소), X(탄소 또는 질소) 원자로 구성된 층상 세라믹 물질로, 특정 층만 선택적으로 제거하기 용이한 구조를 가지고 있다. 연구팀은 먼저 티타늄(Ti), 규소(Si), 탄소(C)로 이루어진 결정(Ti₃SiC₂)에 금을 코팅한 뒤 670°C의 고온으로 가열했다. 그러자 금 원자들이 결정 내부로 스며들어 규소 원자의 자리를 밀어내고 차지하면서, 티타늄-탄소 층 사이에 원자 한 겹의 금 층이 삽입된 새로운 물질(Ti₃AuC₂)이 탄생했다. 샌드위치 속 금 꺼내기…'선택적 식각'의 묘수 이번 연구의 수석 저자인 린셰핑 대학교의 라르스 훌트만 재료과학자는 "좋은 소식은 원자 한 개 두께의 금 층을 얻었다는 것이고, 나쁜 소식은 그것이 모체 결정 내부에 갇혀 있었다는 것"이라며 당시의 상황을 설명했다. 연구의 가장 핵심적인 과제는 이 샌드위치 구조에서 금 층은 손상시키지 않으면서 주변의 티타늄-탄소 층만을 깨끗하게 제거하는 것이었다. 연구팀은 이를 위해 '무라카미 시약'이라는 고전적인 식각액을 활용했다. 이 시약은 특정 조건에서 티타늄과 탄소에는 강하게 반응해 녹여내지만, 금에는 거의 영향을 주지 않는다는 특성을 지닌다. 하지만 공정은 생각처럼 간단하지 않았다. 식각액의 농도가 너무 강하면 골딘 구조 전체가 나노입자로 부서져 버렸고, 너무 약하면 공정이 한없이 길어지며 오히려 골딘 판이 손상되었다. 연구팀은 수많은 실험 끝에 낮은 농도의 식각액을 사용하되, 식각 과정 동안 골딘이 말리거나 덩어리로 뭉치는 것을 막기 위해 계면활성제를 투입하는 최적의 조건을 찾아냈다. 부피가 큰 양쪽성 분자인 CTAB과 황(S)을 포함해 금과 잘 결합하는 시스테인 같은 분자로 구성된 계면활성제는 갓 노출된 골딘 표면에 달라붙어 교통 통제관처럼 서로 뭉치지 않고 평평한 구조를 유지하도록 도왔다. 또한, 빛이 금을 녹일 수 있는 시안화물을 생성하는 부가 반응을 막기 위해 모든 공정은 철저히 빛이 차단된 암실에서 진행됐다. 베일 벗은 골딘, 새로운 물질의 증거들 이렇게 탄생한 골딘을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 연구팀은 마침내 원자 한 겹 두께의 독립적인 금 판을 확인했다. 그 크기는 수 나노미터에서 최대 100나노미터에 불과했지만, 이는 분명 지지체 없이 스스로 존재하는 최초의 2차원 금이었다. 흥미롭게도 골딘의 원자 구조는 일반적인 3차원 금과 미묘한 차이를 보였다. 이웃한 금 원자 사이의 거리가 일반 금보다 약 9% 더 짧아진 것이다. 이는 원자들이 2차원 평면에 갇히면서 서로 더 강하게 결합했음을 의미하는 구조적 증거다. 관찰된 표면의 자연스러운 물결무늬와 가장자리 말림 현상은 그래핀에서도 나타나는 2D 구조 고유의 불안정성을 반영한다. X선 광전자 분광법 분석에서도 골딘의 전자가 일반 금보다 약 0.88전자볼트(eV) 더 높은 결합 에너지를 갖는다는 사실이 밝혀졌다. 이는 골딘이 단순히 얇은 금박이 아니라, 덩어리 금과는 완전히 다른 고유한 전자 환경을 지닌 새로운 물질임을 명확히 입증하는 결과다. 원소 분석 결과 역시 티타늄이나 탄소 같은 불순물이 없는 순수한 금 원자 층임이 확인되었고, 시뮬레이션에서는 골딘이 상온에서도 구조적으로 안정할 수 있음이 증명됐다. 반도체부터 암 치료까지…무한한 가능성의 문 골딘의 등장은 다양한 산업 분야에 혁신을 예고한다. 기존에도 금은 뛰어난 전도성과 안정성 덕분에 차세대 반도체 및 포토닉스 소자 등 전자, 광학, 센서, 의료 분야에서 핵심 소재로 사용되어 왔다. 골딘은 모든 원자가 표면에 노출된 구조 덕분에 기존의 금 나노입자보다 훨씬 적은 양으로도 월등한 촉매 효율을 낼 수 있다. 이는 CO₂ 전환이나 고부가가치 화합물 합성 등 친환경 화학 공정의 비용을 획기적으로 낮출 수 있음을 의미한다. 태양광 부품에 적용하면 빛을 수확하는 효율을 높일 수 있고, 암세포에 선택적으로 붙어 빛을 열에너지로 바꿔 종양만 정밀하게 파괴하는 광열 치료의 효과를 극대화할 수도 있다. 이는 곧 값비싼 금의 사용량을 줄이면서도 성능은 향상시켜, 귀금속의 채굴 및 정제 과정에서 발생하는 환경 부담까지 덜 수 있다는 뜻이다. 연구팀은 층상 결정 내부에 단일 원자층의 금을 가둔 뒤, 주변부를 섬세하게 녹여내면서 동시에 계면활성제로 금을 보호해 평평한 상태를 유지하는 독창적인 방법론을 확립했다. 이는 금으로 만든 최초의 독립적인 2차원 물질이자, 오랜 시간 과학자들의 희망 목록에만 머물러 있던 개념을 마침내 현실의 물질로 구현해낸 쾌거다. 만약 그래핀처럼 넓은 면적으로 안정적인 합성이 가능해진다면, 차세대 양자소자, 나노광학 분야까지 그 파급력은 상당할 것이다. 다만 현재는 나노미터 수준의 미세한 크기로만 제작이 가능해, 향후 수율과 안정성 확보라는 기술적 난제를 해결하는 것이 상용화의 핵심 과제로 남아있다. 그래핀이 탄소 소재의 역사를 새로 썼듯, 골딘은 금속 소재의 새로운 장을 열 준비를 마쳤다. 한편 이번 연구는 네이처 신세시스(Nature Synthesis) 저널에 게재되었다.
-
- 포커스온
-
[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발
-
-
한미 정상, 4500억달러 통상 합의 확정⋯투자·관세·산업 협력 동맹 강화
- 한국과 미국 양국이 3500억달러 규모의 대미 투자와 1000억달러 상당의 미국산 에너지 구매를 조건으로 상호관세율을 25%에서 15%로 낮추는 대규모 통상 합의를 공식 확정했다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 25일(현지시간) 백악관에서 열린 한미 정상회담 뒤 포고문 서명식에서 "우리는 협상을 끝냈다"며 지난달 타결된 한미 무역 합의의 이행을 공식 확인했다. 트럼프 대통령은 "한국은 약간의 이견이 있었지만 합의한 내용을 지킬 것"이라며 "이번 합의는 한국이 체결한 무역 합의 중 가장 크다"고 강조했다. 이번 합의에 따라 한국은 3500억 달러 규모의 대미 투자와 1000억 달러 상당의 미국산 에너지 구매를 약속했고, 미국은 상호관세율을 25%에서 15%로 낮추기로 했다. 트럼프 대통령은 이재명 대통령을 "매우 훌륭한 한국 대표"라고 평가하며 협력 강화를 환영했다. 양 정상은 이날 워싱턴DC에서 열린 '한미 비즈니스 라운드테이블' 계기 행사에서 조선, 원자력, 항공, 에너지, 핵심 광물 분야에서 총 11건의 계약 및 업무협약(MOU)이 체결됐음을 확인했다. HD현대와 한국수력원자력, 삼성중공업, 대한항공, 고려아연 등 한국 기업들은 미국 조선업 재건, 차세대 원전 프로젝트, 대규모 항공기 도입, 에너지 협력 확대 등 다방면에서 미국 기업과 손을 맞잡았다. [미니해설] 한미 무역 합의 확정…투자·관세·산업 협력 삼각축 강화 도널드 트럼프 미국 대통령은 25일(현지시간) 백악관에서 열린 이재명 대통령과의 정상회담 뒤 "우리는 협상을 끝냈다"고 선언했다. 그는 "한국은 합의에 약간의 이견이 있었지만, 최종적으로 동의한 내용을 지킬 것"이라며 "이번 합의는 한국이 체결한 합의 가운데 가장 큰 규모"라고 강조했다. 트럼프 "한국, 합의 이행할 것"…역대 최대 규모 지난달 30일 원칙적으로 타결된 합의에 따라 한국은 3500억 달러 대미 투자와 1000억 달러 규모의 미국산 에너지 구매를 약속했다. 이에 미국은 한국에 적용하던 25% 상호관세율을 15%로 인하하기로 했다. 트럼프 대통령은 이재명 대통령을 "매우 좋은 한국 대표"라며 "이 합의가 양국 관계를 새로운 수준으로 끌어올릴 것"이라고 밝혔다. 제조업 르네상스 파트너십, 11건의 MOU 체결 정상회담과 연계해 워싱턴DC에서 열린 '한미 비즈니스 라운드테이블'에서는 양국 기업 간 총 11건의 계약과 양해각서(MOU)가 체결됐다. 김정관 산업통상자원부 장관과 하워드 러트닉 미국 상무부 장관이 임석한 가운데 조선, 원자력, 항공, 액화천연가스(LNG), 핵심 광물 등 전략 산업 협력이 본격화됐다. 조선 분야에서는 HD현대, 한국산업은행, 서버러스 캐피탈이 미국 조선업과 해양 물류 인프라, 첨단 해양 기술 개발을 위한 수십억 달러 규모의 공동 투자 펀드 조성에 합의했다. 삼성중공업은 비거 마린 그룹과 미국 해군 지원함 유지·보수, 조선소 현대화, 공동 건조 프로젝트 협력에 나선다. 원자력 부문에서는 한수원, 두산에너빌리티, 엑스에너지, 아마존웹서비스(AWS)가 소형모듈원자로(SMR) 설계·운영·공급망 협력에 합의했다. 특히 미국 텍사스주에서 진행되는 'AI 캠퍼스 프로젝트'에는 두산에너빌리티, 한수원, 삼성물산 등이 참여해 대형 원전과 SMR 기자재 공급, 건설 협력을 이어간다. 항공 분야에서는 대한항공이 보잉으로부터 103대의 차세대 항공기를 신규 도입(362억 달러)하고, GE에어로스페이스와 엔진 구매·정비 계약(137억 달러)을 체결했다. 이는 대한항공 창립 이래 최대 규모 단일 계약으로 기록됐다. 에너지와 광물 분야에서도 굵직한 협약이 잇따랐다. 한국가스공사는 글로벌 기업 트라피구라와 연 330만 톤 규모의 LNG 도입 계약을 체결했고, 고려아연은 록히드마틴과 게르마늄 공급 및 핵심 광물 공급망 협력에 나섰다. HD현대 "미국 조선업 재건 신호탄" 특히 HD현대의 행보가 주목된다. 정기선 수석부회장은 "미국 조선업의 현대화와 첨단화를 지원해 양국이 글로벌 조선산업의 새로운 장을 열 것"이라고 밝혔다. 서버러스 캐피탈과 산업은행이 함께하는 이 투자 프로그램은 조선소 인수·현대화, 기자재 공급망 강화, 자율운항·AI 기술 개발을 포함한다. 이는 한국이 제시한 '마스가(MASGA·한미 조선 협력 프로젝트)'의 신호탄으로 평가된다. 원전·에너지 협력 확대…AI 전력 수요 대응 미국 내 전력 수요 급증 속에 원자력 협력은 전략적 의미가 크다. 특히 페르미 아메리카가 추진하는 텍사스 'AI 캠퍼스 프로젝트'는 총 11GW 규모의 전력 인프라와 데이터센터를 결합한 초대형 사업이다. 한수원과 두산에너빌리티, 삼성물산이 참여하면서 한국 기업들은 원전 건설 경험과 기자재 공급 역량을 기반으로 미국 내 차세대 에너지 시장에 본격 진출하게 됐다. 한수원은 또 미국 우라늄 농축업체 센트러스와 협력해 농축우라늄 공급망 확보에도 나섰다. 산업부 관계자는 "국내 원전 운영에 필요한 연료를 안정적으로 확보할 수 있는 기반이 마련될 것"이라고 말했다. 한미 경제안보 동맹 강화 이번 정상회담과 연계한 일련의 합의와 MOU는 한미 동맹의 경제안보 축 강화라는 점에서 의미가 크다. 한국은 대규모 투자와 에너지 구매를 통해 관세 인하를 확보했고, 미국은 전략산업 협력에서 한국 기업의 적극 참여를 끌어냈다. 트럼프 대통령이 "역대 최대 규모"라 표현한 이번 합의는 단순한 무역 거래를 넘어 제조업, 에너지, 원전, 첨단 산업 전반을 아우르는 새로운 파트너십의 서막으로 평가된다. 양국이 동맹 관계를 산업·기술·공급망 협력으로 확장하면서 글로벌 경제 질서에도 중대한 파급력을 미칠 것으로 전망된다.
-
- 경제
-
한미 정상, 4500억달러 통상 합의 확정⋯투자·관세·산업 협력 동맹 강화
-
-
[글로벌 핫이슈] 미국, 2030년 달 원자로 가동⋯중국과 '우주 영토' 경쟁 점화
- 미국이 2030년까지 달 표면에 핵분열 원자로를 건설하는 계획을 본격화한다. 달 자원 선점을 둘러싼 중국과 우주 개발 경쟁이 격화되고 있다. 미국 항공우주국(NASA)의 숀 더피 장관 대행은 2025년 8월 5일, 트럼프 행정부의 구상에 따라 2030년까지 100킬로와트(kW)급 실용 원자로를 달에 설치할 것이라고 밝혔다. 더피 대행은 "미국은 달 개발 경쟁의 한가운데에 있다. 이는 중국과의 경쟁이다"라고 말해 이번 계획이 중국을 겨냥했음을 분명히 했다. NASA는 원자로 건설이 단순히 달에 깃발을 꽂는 상징적인 행위를 넘어, 실질적인 영유권 주장의 발판이 될 것으로 본다. 더피 대행은 원자로 주변을 '출입 금지 구역'으로 설정하는 방안을 언급하며 "출입 금지 구역을 통해 물과 얼음이 있는 크레이터 같은 중요 자원 지역에 대한 실질 영향력과 '영토' 주장을 강화할 수 있다"고 설명했다. NASA는 국제 협약의 안전 구역 조항을 근거로, 달 기지 주변에 '배타적 접근금지구역' 설정을 별도로 검토하고 있다. 태양광 안 통하는 '14일의 밤'…독자 에너지원 필수 달 기지 건설에 원자력 발전은 필수 요소로 꼽힌다. 달의 하루는 지구 시간으로 약 29.5일에 이르러 낮과 밤이 약 2주 간격으로 바뀐다. NASA에 따르면 달에서는 태양광 발전 시스템에 한계가 있지만, 핵 반응로는 영구적으로 그늘진 곳(물이 얼어 있을 수 있음)에 설치하거나 지구 시간으로 14일 반인 달의 밤 동안 계속해서 전력을 생산할 수 있다. 달의 낮과 밤 사이 온도 차이가 무려 약 300도에 달한다. 달의 낮에는 태양빛을 직접 받아 표면 온도가 섭씨 약 120도까지 올라간다. 반대로 달의 밤에는 태양빛이 전혀 닿지 않아 급격히 식으면서 섭씨 -170도 정도까지 떨어진다. 태양광 패널만으로는 2주 동안 계속되는 혹독한 밤에 에너지를 안정적으로 공급하기 어렵다. 원자로는 이 기간에도 중단 없이 전력을 공급해 인류가 오래 머물고 기지를 운영할 핵심 기반을 마련할 수 있다. 1960년대 아폴로 계획 시절부터 사용한 원자력 전지의 출력은 100와트(W) 미만에 불과하다. 이번에 추진하는 핵분열 원자로는 우라늄 연료를 이용해 100킬로와트(kW)의 전력을 생산할 수 있다. 이는 지구 일반 가정 수십 가구가 쓸 수 있는 전력량으로, 앞으로 달 기지를 운영하려면 원자로 여러 기가 필요할 것으로 보인다. NASA는 '킬로파워 프로젝트'를 통해 초소형 원자로 기술을 검증했으며, 2022년에는 40kW급 원자로 설계 계약을 3개 연합체(컨소시엄)와 500만 달러 규모로 맺었다. 이를 바탕으로 현재는 최종 목표인 100kW급 원자로 건설을 위해 민간 기업들의 제안을 받고 있다. 달 원자로의 요구 사양은 총중량 6톤 이내, 지름 4m·길이 6m의 원통형 용기에 담을 수 있어야 하고, 10년 동안 보수나 연료 보급이 필요 없는 완전 자율 운전 등 매우 까다롭다. 참고로 미국에서는 평균 40kW의 전력으로 33가구에 전력을 공급할 수 있다. 록히드마틴·웨스팅하우스…개발 경쟁 나선 미 기업들 세바스찬 코르비시에로 아이다호 국립 연구소(INL) FSP 프로젝트 책임자는 "지구의 원자로는 가볍고 작게 설계되지 않지만, 우주에서는 로켓에 실을 수 있도록 질량을 최소화해야 한다"고 기술상 어려움을 설명했다. 그는 달 원자로가 "화성 식민지 유지를 위한 체계(시스템) 개발의 필수 첫걸음"이라며 "달에서 계속 머물기 위해 반드시 필요하다"고 강조했다. 현재 FSP 프로젝트에는 세 연합체가 참여하고 있다. ▲록히드 마틴은 BWX 테크놀로지스 등과 협력하고, ▲원자로 개발 경험이 풍부한 웨스팅하우스는 에어로젯 로켓다인과 손을 잡았다. ▲신생기업 X-에너지는 보잉, 막사르와 팀을 이뤘다. 최종 원자로는 핵분열 에너지를 전기로 바꾸는 스털링 엔진과 과열을 막는 액체 나트륨 순환 냉각 장치를 탑재할 가능성이 높다. 이번 프로젝트에는 트럼프 행정부의 강한 의지가 반영됐다. 행정부는 NASA의 다른 예산을 삭감하는 흐름 속에서도 달 원자로 프로젝트에는 적극적으로 투자해 우주 패권 확보 의지를 드러내고 있다. 2030년까지 계획을 완수하지 못하면 비슷한 계획을 추진하는 중국과 러시아보다 전략상 뒤처질 수 있다는 위기감도 작용했다. 코르비시에로 책임자는 5년 안에 원자로 설치가 가능하냐는 물음에 "실행 가능하다고 생각한다"고 답했다. 다만 NASA의 유인 달 탐사 '아르테미스' 계획이 순조롭게 진행되고 관련 예산이 확보된다는 조건이 붙는다. 아르테미스 2호의 첫 유인 비행은 2026년 초로 예정됐다. 지구에서 수십억 달러에 이르는 건설 비용은 큰 과제다. 그러나 NASA는 중국의 추격 때문에 계획을 서두를 수밖에 없는 처지다. 중국은 2029년 달 탐사선 '창어 8호'를 쏘아 올려 2030년대 중반까지 로봇과 3차원(3D) 프린터로 달 기지를 짓는 기술을 시험할 계획이다. 더피 대행은 "햇빛이 항상 내리쬐고 얼음이 있는 달의 극지방은 최고의 땅"이라며 "미국은 그곳에 가장 먼저 도달해 영유권을 주장하고 싶어 한다"고 밝혔다. 달 원자로를 성공적으로 건설하면 화성 같은 더 먼 우주를 탐사하고 식민지를 만드는 데 필요한 에너지 기반을 다지는 중요한 기회가 될 전망이다.
-
- 포커스온
-
[글로벌 핫이슈] 미국, 2030년 달 원자로 가동⋯중국과 '우주 영토' 경쟁 점화
-
-
[신소재 신기술(184)] 세계 최초 하루 200톤 수소 생산 SMR 시뮬레이터, 미국서 가동
- 미국이 원자력을 활용한 대규모 수소 생산의 실현 가능성을 입증하는 세계 최초의 시뮬레이터를 공개했다. 소형모듈원자로(SMR) 전문기업 누스케일파워(NuScale Power)는 GSE 솔루션즈(GSE Solutions)와 협력해 하루 200톤 이상 수소 생산이 가능한 고온 수전해 시스템을 통합한 원자로 시뮬레이터를 미국 오리건주 코발리스 본사에 구축했다고 지난 2일(현지시간) 밝혔다. 과학기술 전문매체 인터레스팅엔지니어링에 따르면 이 시뮬레이터는 단순한 개념적 모델이 아니라 실시간으로 작동하며, SMR에서 생성된 고온 증기를 활용한 수소 생산 공정 전반을 정밀하게 재현한다. 이를 통해 원자력을 기반으로 한 탈탄소 산업 솔루션의 실증과 전문 인력 양성이라는 이중 목적을 동시에 추구한다. 시뮬레이터에는 GSE의 'JTopmeret' 및 '제이로직(JLogic)' 등 고도화된 디지털 도구가 적용돼, 원자로와 수소 생산 공정 간의 열역학 및 공정 상호작용을 전범위적으로 구현한다. 핵심 기술은 '가역형 고체산화물 연료전지(RSOFCs)'로, 전기·수소·담수 생산을 동시에 수행할 수 있는 이중 기능 시스템이다. 이를 통해 누스케일은 전력 외에도 수소, 담수 등 다양한 청정 자원을 동시에 공급할 수 있는 멀티에너지 플랫폼 구축을 목표로 한다. 이번 개발은 향후 SMR이 단순한 전력 공급원이 아닌 수소경제 및 청정 연료 생산의 중심축으로 재정의될 수 있음을 시사한다. 누스케일 측은 "SMR의 안정적인 출력 특성은 간헐적인 재생에너지와 달리 고온 수전해 방식에 적합한 운전 조건을 제공한다"고 밝혔다. 그동안 재생에너지가 주도해온 녹색수소 생산에서 SMR이 새로운 대안으로 부상할 수 있는 배경이다. 누스케일은 해당 시뮬레이터를 대학 및 산업계에 개방해 운전 인력 양성과 커리큘럼 개발에 활용할 계획이다. 실제 현장 운영 환경에 근접한 교육 시스템은 수소 분야에서도 드물며, 원자력과의 통합은 유례없는 시도다. 이를 통해 통합 원자력-수소 생산 플랫폼을 운영할 전문 인력 생태계를 조성하겠다는 구상이다. 한편, 누스케일은 SMR의 응용 범위를 지속적으로 확장 중이다. 앞서 열린 세계석유화학회의(WPC)에서는 누스케일파워모듈(NPM) 1기만으로도 역삼투 방식으로 하루 1억 5000만 갤런의 담수 생산이 가능하며, 온실가스 배출 없이 12기 구성 시 약 230만 명의 식수를 제공하고 40만 가구에 전력을 공급할 수 있다는 연구 결과를 발표한 바 있다. 또한 미국 에너지부 산하 태평양북서국립연구소(PNNL)와의 공동 연구를 통해 해수담수화 부산물인 염수를 수소 원료로 전환하는 수열화학 공정도 개발 중이다. 이로써 담수화와 수소 생산을 연계한 폐자원 활용형 순환 에너지 시스템 구축에도 박차를 가하고 있다. 이번 시뮬레이터의 구축은 단순한 기술 시연을 넘어, SMR 기반 다중 에너지 생산 체계를 실증하고 글로벌 분산형 청정 에너지 수요에 대응할 수 있는 솔루션으로서의 가능성을 제시했다는 점에서 주목된다. SMR이 수소경제와 산업 탈탄소화, 물 부족 해결 등 복합 위기를 동시에 해결할 수 있는 핵심 인프라로 떠오르고 있다.
-
- 산업
-
[신소재 신기술(184)] 세계 최초 하루 200톤 수소 생산 SMR 시뮬레이터, 미국서 가동
-
-
[증시 레이더] 코스피, 3,090선 눈앞 마감⋯장중 3,130 돌파
- 1일 코스피가 상승 마감하며 3,090선에 바짝 다가섰다. 한국거래소에 따르면 코스피 지수는 전 거래일보다 17.95포인트(0.58%) 오른 3,089.65로 거래를 마쳤다. 장중에는 3,133.52까지 상승해 연고점을 경신했으나, 오후 들어 상승폭을 반납하며 시가 수준으로 내려왔다. 코스닥 지수는 2.17포인트(0.28%) 오른 783.67로 마감했다. 원/달러 환율은 5.9원 오른 1,355.9원을 기록했다. 삼성전자(0.67%) 등 일부 대형주가 상승한 반면, SK하이닉스(-2.23%), 두산에너빌리티(-8.63%) 등은 약세를 보였다. [미니해설] 코스피, 3,130 돌파 후 숨 고르기…상법개정 기대에 지주사 강세, 자동차·바이오도 견조 1일 코스피가 장중 3,130선을 돌파하며 연고점을 경신했으나, 장 막판 차익실현 매물 출회로 상승폭을 일부 반납하고 3,089.65에서 거래를 마쳤다. 종가는 전일보다 17.95포인트(0.58%) 오른 수준이다. 이날 장중 최고치는 3,133.52로, 이는 2021년 9월 28일(3,134.46) 이후 약 3년 9개월 만에 가장 높은 수치다. 코스닥 지수는 783.67로 전일 대비 2.17포인트(0.28%) 상승 마감했다. 원/달러 환율은 5.9원 상승한 1,355.9원에 마감했다. 원화 약세에도 불구하고 외국인의 순매수와 국내 기업 실적 기대감이 증시에 긍정적으로 작용했다. 지수 상승의 배경으로는 전일 미국 증시의 강세와 상법개정안 관련 기대 심리가 크게 작용했다. 미국에서는 상호관세 협상에 대한 낙관론이 커지면서 주요 지수가 사상 최고치를 경신했고, 국내에서는 국민의힘의 태도 변화로 상법개정안 통과 가능성이 부각되며 관련 종목이 급등세를 보였다. 대표적으로 HS효성이 상한가(29.93%)를 기록했고, SK(9.54%), 한화(15.38%), DL(6.55%), LS(7.11%) 등 지주사 주가가 일제히 급등했다. 전문가들은 상법개정이 현실화될 경우 지배구조 개편 기대감이 본격화되며 지주사 전반에 긍정적 영향을 미칠 것으로 보고 있다. 업종별로는 자동차, 바이오, 건설업종이 강세를 나타냈다. 현대차(3.19%), 기아(1.89%) 등 완성차 업체 주가는 견조했고, 삼성바이오로직스(1.11%), 삼성물산(2.48%), 삼성생명(2.04%) 등 주요 바이오·복합기업들도 상승세를 이어갔다. 반면 SK하이닉스(-2.23%)와 한미반도체(-5.20%)는 하락했으며, 최근 상승세가 컸던 한국전력(-3.44%)과 두산에너빌리티(-8.63%) 등은 차익실현 매물의 영향을 받았다. 이날 개별 종목 중에서는 DL이앤씨가 증권가의 실적 전망 상향과 미국 소형모듈원자로(SMR) 시장 확대 수혜 기대감에 장중 13% 넘게 오르며 강세를 보였다. KB증권은 DL이앤씨의 2분기 영업이익이 1,093억 원으로 시장 기대치를 충족할 것으로 전망하고, SMR 시장에서 엑스에너지(X-energy)와의 협업이 본격화될 것이라며 목표주가를 6만2천 원에서 7만4천 원으로 상향했다. 한편, 코스피가 장중 급등 이후 일부 상승폭을 반납한 점은 단기 과열에 대한 경계감이 여전하다는 점을 시사한다. 특히 연고점 돌파 이후 차익실현 심리가 작용하면서 고점 부근에서의 부담이 확인됐다는 분석이다. 오는 2일 발표될 미국 고용지표, ISM 제조업 지수 등도 투자 심리를 좌우할 주요 이벤트로 꼽히며, 상법개정안 논의의 향방 역시 국내 증시에 영향을 미칠 전망이다. 시장은 단기 이슈에 민감하게 반응하는 구간인 만큼, 개별 종목보다는 업종 간 수급 이동과 테마의 지속성을 주목해야 한다는 조언이 업계에서 나오고 있다.
-
- 금융/증권
-
[증시 레이더] 코스피, 3,090선 눈앞 마감⋯장중 3,130 돌파
-
-
'26조원' 체코 원전 최종계약 체결⋯가처분 무효 판결 직후 서명
- 한국수력원자력(이하 한수원)이 수주한 26조원 규모의 체코 신규원전 최종계약이 4일(현지시간) 전격적으로 체결됐다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 이번 계약의 발목을 잡던 체코 법원의 계약금지 가처분 결정이 무효가 되자 즉시 양측이 서명을 진행하면서 계약의 효력이 발생했다. 한국 기업의 원전 수출은 2009년 아랍에미리트(UAE) 바라카 원전 이후 16년 만이다. 한수원과 발주사인 체코전력공사(CEZ) 산하 두코바니Ⅱ 원자력발전사(EDU Ⅱ)는 이날 두코바니 원전 2기 신규 건설 최종 계약에 서명했다. 피알라 총리는 이날 언론에 "조금 전 두코바니 원자로 2기 공급계약을 체결했다"며 "에너지 자급과 안보에 결정적인 조치"라고 말했다. 양측은 전자문서를 통해 최종 계약에 서명한 것으로 알려졌다. 이에 앞서 이날 오전 체코 최고행정법원은 지난달 6일 브르노 지방법원이 내린 양측 간 계약금지 가처분 결정을 취소했다. 이 판결 이후 바로 최종 계약이 맺어졌다. 애초 한수원과 EDU Ⅱ는 지난달 7일 최종 계약을 체결할 계획이었으나 서명식 하루 전 브루노 지방법원이 한수원과의 경쟁에서 탈락한 프랑스전력공사(EDF)의 가처분 신청을 받아들이면서 서명식이 무산됐다. 이에 반발해 EDU Ⅱ와 한수원이 차례로 항고했고, 이날 최고행정법원이 가처분 결정 취소 판결을 내려면서 최종 계약 체결을 위한 장애물이 제거됐다. 체코 정부는 지방법원의 제동에도 신규 원전 사업이 계획대로 추진될 수 있도록 지난 8일 한수원과 EDUⅡ의 계약을 사전 승인하는 등 최종 계약이 신속히 이뤄질 수 있도록 준비했다. 당시 페트르 피알라 체코 총리는 법원이 계약 체결을 다시 허가하는 즉시 모든 관련 업무를 완료하고 싶다면서 "단 하루도 지연되지 않도록 하고자 한다"고 강조했다. EDU II의 페테르 자보드스키 최고경영자(CEO)도 계약 체결이 보류된 상태이지만 현장 지질조사, 인허가를 위한 원자력안전청 제출 서류 작성, 관련 투자 등 가능한 필요한 절차를 진행하겠다고 의지를 보였다. 그러나 수주에서 탈락한 EDF 측이 체코 반독점당국에 이의제기를 하고 법적 소송에 나서는 등 발목을 잡으면서 일각에서는 최종 계약이 오는 10월 체코 총선 이후로 미뤄질 수 있다는 관측도 나왔다. 업계에서는 두코바니 신규 원전 2기 건설 사업이 대형 국책 프로젝트라는 점에서 사안의 중대성이 크고, 사업이 장기간 지연될 경우 손실 금액이 수천억원 단위로 커질 수 있어 최고행정법원이 사건을 신속히 심리해 결론을 내릴 가능성에 무게를 뒀다. 양측은 지난달 체코에서 최종서명을 위한 제반 준비를 모두 마치고, 최고행정법원 판결이 나면 즉시 전자서명을 실시하기로 사전에 양해한 것으로 전해졌다. 체코 신규 원전 사업은 두코바니 지역 원전 단지에 1기가와트(GW)급 신규 원전 2기를 건설하는 프로젝트다. 2036년 첫 가동이 목표다. 한수원은 작년 7월 미국 웨스팅하우스, 프랑스 EDF와 수주 경쟁 끝에 우선 협상 대상자로 선정됐다.
-
- 산업
-
'26조원' 체코 원전 최종계약 체결⋯가처분 무효 판결 직후 서명
-
-
메타, AI 인프라에 '청정에너지 투자' 본격화⋯원전 전력 20년 장기 계약
- 미국 소셜미디어 기업 메타(Meta)가 인공지능(AI) 데이터센터 운영을 위해 원자력 발전 기업인 콘스텔레이션 에너지(Constellation Energy)와 20년 장기 전력 공급 계약을 체결했다. 청정하고 안정적인 에너지 수급을 확보해 AI 확장 전략에 속도를 내려는 기술 업계의 움직임이 본격화되고 있다는 분석이 나온다. 콘스텔레이션은 4일(현지시간) 발표한 성명에서 이번 계약을 통해 일리노이주 클린턴 원자력발전소의 출력이 30메가와트(MW) 증설되며, 이에 따라 고임금 지역 일자리 1100개가 유지될 것이라고 밝혔다고 야후 파이낸스가 이날 보도했다. 계약 금액은 비공개지만, 메타는 해당 전력이 2027년부터 자사의 AI 데이터센터 운영에 투입될 예정이라고 밝혔다. 메타는 2023년 일리노이주 드칼브에 데이터센터를 개소한 바 있다. 메타의 글로벌 에너지 총괄 우르비 파레크(Urvi Parekh)는 보도자료에서 "AI 역량 강화를 지속하기 위해선 청정하고 신뢰할 수 있는 에너지 확보가 필수"라고 말했다. 메타는 2025년까지 AI 인프라 확장에 최대 720억 달러를 투입할 계획이다. 이번 계약 발표에 힘입어 콘스텔레이션 에너지 주가는 장 초반 7% 급등하며 52주 최고가인 337달러를 기록했다. 해당 종목은 5월 초 1분기 실적 발표에서 “신규 전력 계약에 있어 획기적인 진전을 이뤘다”고 밝힌 이후 한 달간 27% 이상 상승세를 보였다. 다만 당일 장 후반 차익실현 매물로 상승분을 대부분 반납하며 소폭 하락 마감했다. 메타뿐 아니라 다른 빅테크 기업들도 유사한 전략을 추진 중이다. 마이크로소프트(MS)는 2024년 9월 콘스텔레이션과 협력해 ‘쓰리마일섬(Three Mile Island)’ 원전을 재가동하는 전력 계약을 체결했고, 블룸버그에 따르면 해당 계약은 오는 2030년까지 연 7억8,500만 달러의 수익을 콘스텔레이션에 안겨줄 전망이다. 아마존은 2023년 원자력 발전 기업 탈렌 에너지(Talen Energy)로부터 데이터센터 캠퍼스를 6억5000만 달러에 인수했으며, 오라클(Oracle)은 소형 원자로(SMR)를 이용한 데이터센터 설계를 추진 중이다. AI 산업의 급속한 확장 속에서 전력 수요는 빅테크의 가장 큰 제약 요인으로 부상하고 있다. 뱅크오브아메리카의 반도체 애널리스트 비벡 아리야(Vivek Arya)는 최근 보고서에서 "고출력 전력을 안정적으로 공급받을 수 있는 데이터센터 배치는 칩과 시스템 확보만큼 AI 확장의 병목이 되고 있다"고 지적했다. AI 모델의 상업화와 에너지 수요가 맞물리며 기존 전력 인프라의 한계를 시험하는 가운데, 원자력 발전을 활용한 청정에너지 확보는 이제 기술기업들의 전략적 필수과제로 자리잡고 있다. 메타와 콘스텔레이션의 이번 계약은 그러한 전환의 상징적인 사례로 평가된다.
-
- IT/바이오
-
메타, AI 인프라에 '청정에너지 투자' 본격화⋯원전 전력 20년 장기 계약
-
-
[글로벌 핫이슈] 한국, 체코 원전 수주 '쾌거'⋯프랑스 밀어내고 세계 시장 강자로 부상
- 체코 공화국이 258억 유로(약 40조 2539억 원) 규모의 신규 원전 건설 사업 우선협상대상자로 한국수력원자력(KHNP)을 공식 선정하면서, 프랑스 원전 대표기업 EDF는 유럽 핵심 시장에서 중대한 계약을 사실상 잃었다고 제이슨 디건이 22일(현지시간) 보도했다. 외신 보도에 따르면 이번 결정은 프랑스 원전 산업에 큰 타격일 뿐 아니라, 세계 원전 시장의 판도 변화와 아시아 기업 부상을 상징한다. EDF가 유럽 안에서 원자력 영향력을 넓히려던 기존 계획은 중대한 차질을 빚을 전망이다. 또 오랫동안 서방 기업들이 지배해 온 시장에 아시아 국가들이 진출하며 세계 원자력 구도 변화를 알리는 신호탄이라는 풀이도 나온다. EDF는 지난 4월 24일, 체코 경쟁 당국에 한수원을 사업자로 선정한 데 이의를 제기했으나, 경쟁 당국은 '국가 안보 예외' 조항을 근거로 이를 기각했다. 당시 경쟁 당국은 해당 사업이 특별 안보 예외 조항에 해당해 일반 공공 조달 규칙을 따르지 않아 EDF가 이의를 제기할 법적 근거가 없다고 밝혔다. 체코 경쟁 당국 페트르 미슈나 위원장은 '법률상 공식 조달 절차를 벗어나 이루어진 일에 대해서는 이의를 제기할 수 없다'고 말했다. 이에 EDF는 체코 법원에 소송을 냈고, 지난 5월에는 계약 체결을 잠깐 멈추는 가처분 결정을 받아내기도 했다. 그러나 체코 정부와 한수원, 그리고 체코 국영 전력사 CEZ는 바로 항소하며 사업 지연에 따른 손실을 체코 국민이 떠안아서는 안 된다는 생각을 분명히 밝혔다. EDF는 입찰 과정이 공정하지 않았고 외국 보조금이 쓰였다는 의혹 등을 꾸준히 제기했으나, 체코 정부와 CEZ는 한수원의 제안이 가격, 건설 일정 등 모든 면에서 더 나았다고 맞받았다. 특히 체코 총리와 정부는 EDF의 이러한 법적 대응을 '국가 안보와 전략상 이익을 해치는 지나친 법적 다툼'이라고 강하게 비판했다. EDF가 과거 제기했던 경제 효율 원칙 위반 우려 등도 당국이 관할권 밖이라고 판단하면서, EDF의 법을 통한 노력은 어려움을 겪고 있다. 한수원, '가격·조건·현지화' 앞세워 경쟁 우위 확보 이번 입찰에는 애초 프랑스 EDF(EPR1200), 미국 웨스팅하우스(AP1000), 그리고 한국 한수원(APR1000)이 참여했다. 이 가운데 웨스팅하우스는 기술과 가격 경쟁에서 밀려 일찍 탈락했고, 이후 EDF와 한수원이 치열하게 맞붙었다. 체코 정부는 2024년 7월 한수원의 APR1000을 최종 우선협상대상자로 뽑았는데, 한수원의 제안이 가격, 건설 기간, 전반 조건 등에서 가장 뛰어나다고 평가했다. 원자로 1기당 약 86억 유로(약 13조 4179억 원)인 이 사업에는 2개 호기를 함께 짓겠다는 한수원의 유리한 제안이 주효했다는 분석이다. 한수원은 두산스코다파워를 비롯한 체코 기업 약 200곳과 서로 돕기로 약속(MOU)하며, 현지 산업 공급망을 쓰고 인력 고용을 가장 많이 하겠다는 약속도 내놓았다. 첫 계약은 2025년 3월 마무리될 예정이었으나, 앞서 말한 법 다툼으로 늦춰졌다. 체코 정부는 애초 두코바니 지역에 새 원자로 1기 건설을 생각했으나, 2023년 10월 두코바니와 테멜린 원전 터에 원자로를 더 지어, 모두 4기를 한꺼번에 주문하는 쪽으로 계획을 바꿨다. 이렇게 계획을 바꾼 결과, 전체 비용은 약 25% 줄고 총 투자액은 약 258억 유로(약 40조 2539억 원)로 늘어나는 아주 큰 사업이 되었다. 체코 총리 페트르 피알라는 이러한 '4기 한꺼번에 주문' 방식이 나라의 장기 에너지 안보를 튼튼히 하고 돈을 아끼는 합리적인 방법이라고 평가했다. 현재 체코는 전체 전력의 약 3분의 1을 원자력으로 얻고 있으며, 이번 사업은 낡은 원전을 바꾸고 석탄을 쓰지 않는 정책을 해나가는 나라 목표를 이루는 데 꼭 필요하다. 체코의 이번 원전 사업은 화석 연료에 기대는 정도를 낮추고 흔들림 없는 깨끗한 에너지 미래를 마련하기 위한 나라의 중요 계획이다. 사업은 2029년 공사를 시작해 2036년 시험 운전을 거쳐 2038년 상업 운전을 목표로 한다. 사업자인 한수원은 이러한 깐깐한 기한과 성능 보증 조건을 받아들였다고 한다. 이를 어기면 많은 위약금을 물어야 한다. 이번 결정은 체코 정부가 나라 이익이나 지난 협력 관계보다는 비용을 아끼고 에너지 안보를 가장 먼저 생각한 실리적인 선택이었음을 똑똑히 보여준다. EDF로서는 영국 사이즈웰 C 사업의 좋은 분위기를 자기 회사 EPR 원자로로 이어가려던 유럽 시장 넓히기 계획에 큰 어려움이 생겨 이번 패배가 더욱 뼈아프다. 반면 한수원은 견줘보면 규모가 작고 비용이 적게 드는 APR1000 기종으로 예산을 중요하게 여기는 체코 정부의 요구를 바로 맞췄다고 시장은 평가한다. EDF가 법으로 더 다툴 길은 남아있지만, 성공하기는 어렵다는 것이 시장의 일반적인 전망이다. 세계 원전 시장, 유럽 독주 깨고 아시아 '복병' 부상 이번 수주전 결과는 세계 원자력 시장에서 아시아, 특히 한국과 중국 기업들이 힘센 경쟁자로 떠오르고 있음을 보여주는 좋은 보기다. 수십 년 동안 이어진 유럽과 북미 기업들의 시장 지배력이 차츰 힘이 빠지는 모습이다. 현재 아시아 지역에서는 이미 원자력 발전소 140기가 돌아가고 있으며, 추가로 30기에서 35기를 더 짓고 있어 세계 시장에서 이 지역이 점점 더 중요해지고 있다. 한수원의 체코 사업 수주는 이러한 지역의 움직임 같은 변화를 똑똑히 보여주며, 앞으로 세계 원자력 시장에서 주도권을 잡으려는 다툼이 한결 거세질 것을 알린다. 이번 원전 사업에서 어려움을 겪었음에도, 프랑스 기업들은 체코 안에서 자동차, 건설, 에너지, 금융 서비스 등 여러 분야에서 경제적으로 여전히 큰 몫을 하고 있다. 현재 약 550곳에서 900곳에 이르는 프랑스 자회사들은 7만 명 넘게 일자리를 마련해주고 약 180억 유로(약 28조 841억 원) 매출을 올리고 있다. PSA(지금의 스텔란티스), EDF(에너지 부문), 베올리아, 빈치 같은 주요 그룹들이 사업을 활발히 펼치고 있으며, 프랑스는 133억 유로(약 20조 7510억 원)를 직접 투자해 체코의 3대 투자 나라 자리를 지키고 있다. 원전 사업의 문은 닫혔지만, 유럽 한복판에서 프랑스 산업의 다른 기회는 여전히 열려 있는 모습이다.
-
- 산업
-
[글로벌 핫이슈] 한국, 체코 원전 수주 '쾌거'⋯프랑스 밀어내고 세계 시장 강자로 부상
-
-
[신소재 신기술(173)] MIT, 자유 상태 원자 상호작용 첫 관측⋯"양자현상 실시간 시각화 길 열려"
- 미국 매사추세츠공과대학(MIT) 연구진이 공중에 자유롭게 존재하는 원자 간 상호작용을 직접 촬영하는 데 성공하며, 양자역학적 현상을 실시간으로 시각화할 수 있는 길을 열었다. MIT 물리학과의 마틴 즈비얼라인(Martin Zwierlein) 박사가 이끄는 연구팀은 최근 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표한 논문에서, 기존 이론으로만 존재하던 '자유 상태 원자 상호작용'을 실공간에서 이미지화하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구팀은 원자가 움직일 수 있는 느슨한 레이저 트랩을 이용해 다양한 원자들을 자유롭게 상호작용하게 한 뒤, 광학 격자를 이용해 순간적으로 위치를 고정시키고 미세 조정된 레이저로 형광을 유도해 각각의 원자를 시각화하는 새로운 기법을 개발했다. 이를 통해 최초로 단일 원자들의 움직임과 상호작용을 '스냅샷' 형태로 포착하는 데 성공했다. 즈비얼라인 박사는 "이제 우리는 개별 원자들이 서로 어떤 관계를 맺고 있는지를 직접 볼 수 있게 됐다"며 "양자적 아름다움을 눈으로 확인할 수 있는 수준"이라고 설명했다. 이 연구는 특히 양자역학의 기본 원리인 '하이젠베르크 불확정성 원리'로 인해 그간 직접 관측이 어려웠던 미시 세계의 움직임을 한층 명확히 드러낸다는 점에서 주목된다. 기존 흡수 영상 기술은 원자 구름의 전체적인 윤곽만을 보여줄 뿐, 개별 원자의 구체적인 위치는 식별하지 못했다. 연구진은 이 기술을 활용해 보존입자(보존자)와 페르미입자(페르미온)의 양자 상태를 직접 관찰했다. 나트륨 원자로 구성된 보존자 구름은 극저온에서 '보스-아인슈타인 응축(BEC)' 상태를 형성하며, 입자들이 하나의 양자상태를 공유하는 모습이 포착됐다. 이는 루이 드브로이(Louis de Broglie)의 파동 이론이 예측한 바를 시각적으로 입증한 셈이다. 또한 서로 다른 두 종류의 리튬 원자를 이용해 페르미온의 상호작용을 관찰한 결과, 반대 성질을 가진 페르미온이 쌍을 이루는 모습이 촬영됐다. 이는 초전도 현상의 핵심 메커니즘을 드러내는 결정적인 장면으로 평가된다. 물리학자 루이 드브로이(1892~987)는 1924년 박사 학위 논문에서 모든 물질은 파동성을 가진다는 혁신적인 가설을 제안하며, 양자역학의 발전에 중대한 전환점을 마련했다. 이는 '물질파 이론(matter-wave theory)' 또는 드브로이 파동 이론이라 불린다. 당시까지는 빛은 파동이면서 입자라는 파동-입자 이중성 개념이 확립되어 있었으나, 전자나 원자 같은 입자가 파동의 성질을 가진다는 발상은 전무했다. 드브로이는 아인슈타인의 광양자 이론(빛은 입자처럼 행동함)에 착안해, 반대로 입자도 파동처럼 행동할 수 있다고 주장했다. 즈비얼라인 박사는 "양자 파동의 존재를 이처럼 직접 시각화한 적은 없었다"며 "이는 이론 물리학에서 예측에 그쳤던 복잡한 양자 상태들을 실험적으로 검증할 수 있는 강력한 도구"라고 강조했다. 연구진은 향후 이번 기술을 활용해 '양자 홀 효과(Quantum Hall effect)' 등 더 복잡하고 덜 탐구된 양자 상태들을 관찰할 계획이다. 양자 홀 현상은 자기장 아래 상호작용하는 전자들이 이상한 방식으로 정렬되는 특이한 현상으로, 현재까지도 완전한 이론적 설명이 어려운 영역으로 남아 있다. 즈비얼라인 박사는 "이제는 이론가들이 그림으로 그리던 복잡한 양자 상태들을 실제로 관측해 검증할 수 있다"며 "그간 '상상 속 세계'였던 양자 현상의 실체를 밝히는 데 한 걸음 다가섰다"고 밝혔다. 이번 연구는 양자 컴퓨팅, 정밀 센서 기술, 나노과학 등 다양한 분야에서의 응용 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.
-
- IT/바이오
-
[신소재 신기술(173)] MIT, 자유 상태 원자 상호작용 첫 관측⋯"양자현상 실시간 시각화 길 열려"
-
-
[우주의 속삭임(108)] 화성에서 긴 탄소 분자 사슬 발견, 고대 생명체 존재 가능성 시사
- 화성에서 최대 12개의 탄소 원자로 이루어진 사슬이 고대 호수 바닥으로 추정되는 지역에서 발견되어, 고대 생명체 존재 가능성을 더욱 높이고 있다. NASA의 큐리오시티 로버에 탑재된 샘플링 장비가 이번 발견을 이끌었으며, 국제 연구팀이 지구 실험실에서 결과를 검증했다고 과학 전문매체 사이언스 얼럿이 25일(현지시간) 보도했다. 이번 연구는 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)의 분석화학자 카롤린 프라이시네(Caroline Freissinet) 박사가 주도했다. 발견된 탄소 화합물 자체는 비생물학적 과정을 통해 생성되었을 가능성도 있지만, 수십억 년 전에 형성되었을 수 있는 긴 유기 분자를 화성 표면에서 식별할 수 있는 로버의 능력을 입증한다. 프라이시네 박사는 인터뷰에서 "깨지기 쉬운 선형 분자가 형성된 지 37억 년이 지난 후에도 화성 표면에 여전히 존재한다는 사실은 새로운 가능성을 제시한다. 수십억 년 전 지구에 생명체가 나타났을 때 화성에 생명체가 존재했다면, 오늘날에도 그 고대 생명체의 화학적 흔적을 발견할 수 있을 것이다"라고 설명했다. 화성 탐사선 큐리오시티의 주요 목표는 화성에 생명체가 존재했는지, 혹은 존재 가능성이 있었는지를 알려줄 단서를 수집하는 것이다. 게일 크레이터(분화구)의 퇴적암을 탐사하는 동안 큐리오시티는 염소 및 황 함유 유기 화합물과 질산염 등 다양한 흥미로운 퇴적물을 발견했으며, 이는 고대 암석에서 더 복잡한 생명체 지표가 발견될 수 있다는 가능성을 시사한다. 연구진은 컴벌랜드(Cumberland)라는 이암(머드스톤) 퇴적물에서 채취한 광물 샘플을 분석하기 위해 화학적 증강제를 사용하는 실험 절차를 이용했다. 실험 조건은 기체 크로마토그래피-질량 분석법을 위해 온도를 약 850°C(1,562°F)까지 올릴 때 연소 위험을 제한하기 위해 분자 산소를 제거하는 방식이었다. 분석 결과, 현재까지 화성에서 발견된 가장 긴 탄소 사슬 중 일부인 데케인(C10H22), 운데케인(C11H24), 도데케인(C12H26) 형태의 포화 탄화수소 사슬이 미량 검출됐다. 연구진은 실험실 조건에서 다양한 분석 실험을 수행하여, 샘플에 함께 존재했던 벤조산을 포함한 다른 유기 화합물로부터 화성과 유사한 광물 조건이 어떻게 탄소 사슬을 생성할 수 있는지 밝혔다. 어떤 경우든, 샘플 분석과 실험실 연구 모두 화성 머드스톤에 상당한 길이의 탄소 분자 사슬이 존재함을 강력하게 시사한다. 프라이시네 박사는 "검출된 분자는 10개, 11개, 12개의 선형 탄소 사슬로, 알케인 또는 탄화수소로 알려져 있다"며, "이는 최대 6개의 탄소로 구성된 원형 고리인 방향족 분자를 검출한 이전 결과와는 상당히 다르다. 원형 고리는 선형 분자보다 더 안정적이다"라고 덧붙였다. 만약 이 화합물이 실제로 암석에 존재했다면, 생명체의 도움 없이 수소와 일산화탄소와 같은 더 간단한 분자로부터 '생성'되었을 가능성이 있다. 그러나 생물학적 징후일 수 있는 더 복잡한 화합물의 분해를 포함한 다른 가능성을 고려해 볼 수도 있다. 예를 들어, 우리 몸에는 퇴적암에 보존될 수 있는 종류의 카르복실산이 풍부하게 존재한다. 연구진은 "비록 비생물학적 과정이 이러한 산을 형성할 수 있지만, 이들은 지구 및 어쩌면 화성의 보편적인 생화학적 산물로 간주된다"고 말했다. 이 연구는 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 게재됐다.
-
- 포커스온
-
[우주의 속삭임(108)] 화성에서 긴 탄소 분자 사슬 발견, 고대 생명체 존재 가능성 시사
-
-
[우주의 속삭임(103)] 은하 중심부의 신비한 현상, '새로운 형태의 암흑물질' 존재 가능성 시사
- 우리 은하 중심부에서 관측된 미스터리한 현상이 기존 이론과는 다른 형태의 암흑물질 존재를 암시할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 암흑물질은 우주 질량의 약 85%를 차지하는 것으로 추정되지만, 아직 직접 관측된 적이 없어 현대 과학의 최대 난제 중 하나로 남아 있다. 이번 연구는 과학자들이 오랫동안 추적해 온 암흑물질의 실체에 한 걸음 더 다가섰음을 보여준다. 영국 킹스칼리지 런던 연구팀은 은하 중심부에서 발생하는 설명되지 않는 화학 반응의 원인이 기존 이론과는 다른 새로운 암흑물질 후보일 가능성을 제기했다. 이에 대해서 PHYS.org와 스페이스닷컴 등 주요 외신은 10일(현지시간) 심층적으로 보도했다. 스페이스닷컴에 따르면, 연구팀이 제안한 새로운 암흑물질 후보는 기존 가설보다 가벼우면서 자기 소멸성을 가진다. 즉, 두 개의 암흑물질 입자가 충돌하면 서로를 소멸시키며, 이 과정에서 음전하를 띤 전자와 양전하를 띤 양전자가 생성된다. 이 과정에서 발생한 전자와 양전자의 홍수는 은하 중심부의 밀도가 높은 가스에서 중성 원자로부터 전자를 떼어내는 데 필요한 에너지를 제공한다. 이를 '이온화'라고 하며, 이 과정이 은하 중심 분자영역(CMZ)에 이온화된 가스가 풍부한 이유를 설명할 수 있다. 암흑물질의 소멸은 흔치 않지만, 암흑물질이 밀집해 있을 것으로 추정되는 은하 중심부에서는 더 자주 발생할 가능성이 크다. 이번 연구의 주요 저자인 킹스칼리지 런던의 박사후 연구원 샴 발라지(Shyam Balaji) 박사는 "우리 은하 중심부에는 수십 년간 미스터리로 남아 있던 거대한 양전하를 띤 수소 구름이 존재한다. 일반적으로 수소 기체는 중성이므로, 음전하를 띤 전자를 제거할 만큼 충분한 에너지를 공급하는 원천이 무엇인지가 오랫동안 의문이었다"고 설명했다. 그는 이어 "은하 중심부에서 방출되는 에너지 신호는 지속적이고 강력한 에너지원이 존재함을 시사하며, 이는 기존 모델에서 고려했던 것보다 훨씬 가벼운 형태의 암흑물질에서 비롯될 가능성이 있다"고 덧붙였다. 암흑물질은 빛과 거의 상호작용하지 않거나, 상호작용하더라도 너무 약하고 드물어 과학자들이 직접 관측하지 못했다. 이에 따라 암흑물질이 전자, 양성자, 중성자 등 중입자(바리온·baryon)로 구성되지 않았을 것이라는 결론이 도출됐다. 중입자는 원자보다 작은 아원자의 한 종류로, 별, 행성, 달을 비롯해 우리가 일상에서 보는 모든 사물을 이루는 원자의 기본 구성 요소다. 암흑물질에 대한 가장 유력한 이론은 약하게 상호작용하는 무거운 입자(WIMP·Weakly Interacting Massive Particle)가 후보라는 가설이었다. 그러나 이번 연구는 WIMP보다 훨씬 낮은 질량을 가진 새로운 유형의 암흑물질 가능성을 제시했다. 밀집된 CMZ에서 생성된 양전자는 주변 수소 분자와 상호작용해 전자를 떼어내기 전에 멀리 이동하거나 탈출하기 어렵다. 따라서 이온화 과정은 CMZ에서 특히 효율적으로 이루어진다. 발라지 박사는 "이 모델이 해결하는 가장 큰 문제는 CMZ의 과도한 이온화"라며 "이온화 가스를 형성하는 일반적인 원인 중 하나인 우주선(우주 방사선)은 현재 관측된 높은 수준의 이온화를 설명하기에 충분하지 않은 것으로 보인다"고 말했다. 현재 암흑물질의 주요 후보는 다양한 질량을 가진 '악시온(axion)'과 '악시온 유사 입자'다. 연구진은 이 저질량 암흑물질 입자들이 서로 충돌해 '소멸(annihilation)' 과정을 거치면서 새로운 전하 입자를 생성할 가능성을 제기했다. 이 새로 생성된 전하 입자들이 수소 기체를 이온화할 수 있다는 것이다. 기존 이온화 이론은 우주선을 통한 에너지원에 의존해 왔다. 그러나 CMZ에서 관측된 에너지 신호는 우주선만으로는 충분히 설명되지 않았으며, 기존 WIMP 모델로는 이러한 현상이 발생할 수 없는 것으로 나타났다. 이에 연구진은 암흑물질 소멸로 발생하는 에너지원이 기존 우주선보다 느리고, WIMP보다 질량이 작다는 결론을 도출했다. 우주선은 빛의 속도에 가까운 속도로 이동하는 하전 입자지만, 연구팀에 따르면 CMZ의 이온화 신호는 기존의 많은 암흑물질 후보보다 가볍고 느리게 움직이는 근원을 가리키는 것으로 보인다. 또한, 우주선이 CMZ의 이온화 가스를 형성했다면 감마선과 관련된 방출이 동반되어야 한다. 하지만 이러한 감마선 방출은 CMZ 연구에서 관측되지 않았다. 발라지 박사는 "만약 암흑물질이 CMZ의 이온화에 기여한다면, 우리는 암흑물질을 직접 볼 수는 없지만 은하계 가스에 미치는 미묘한 화학적 영향을 관찰함으로써 그 존재를 감지할 수 있다"고 설명했다. 한편, 은하 중심에서 관측된 희미한 감마선 빛은 양전자와 이온화 과정과 연관이 있을 가능성도 제기됐다. 발라지 박사는 "이온화와 감마선 방출 사이의 직접적인 연관성을 발견한다면 암흑물질의 존재를 입증하는 강력한 증거가 될 것"이라면서도 "현재로서는 이 두 신호 사이에 어느 정도 상관관계가 있지만, 이를 확실한 증거로 판단하기 위해서는 더 많은 데이터가 필요하다"고 말했다. 그는 이어 "암흑물질 탐색은 현대 물리학에서 가장 중요한 과제 중 하나지만, 현재 대부분의 실험은 지구에서 암흑물질이 오기를 기다리는 방식으로 이루어지고 있다"며 "CMZ의 기체를 활용한 연구를 통해 우리는 보다 직접적인 근원에 접근할 수 있으며, 분석 결과 암흑물질이 기존 예상보다 훨씬 가벼울 가능성이 있음을 시사한다"고 강조했다. 또한 "우리 은하 중심부의 관측을 통해 CMZ 내 수소 기체가 암흑물질의 본질을 밝힐 중요한 단서를 제공하고 있다"고 덧붙였다. 이번 연구는 은하 중심의 다른 미스터리와도 연관될 가능성이 있다. 예를 들어, 은하 중심에서 관측된 특정 X선 방출선인 '511keV 방출선'이 동일한 저질량 암흑물질이 충돌해 전하 입자를 생성하는 과정에서 발생했을 가능성이 제기됐다. 또한, 암흑물질 소멸 모델은 양전자와 전자가 결합해 '양전자늄' 상태를 형성한 뒤 X선 형태로 붕괴하는 과정이 CMZ의 특이한 빛 방출을 설명할 수도 있다. 발라지는 "서브 GeV 암흑물질에 의해 생성된 이온화 속도는 기존 감마선 및 우주 마이크로파 배경(CMB) 관측과 모순되지 않으며, 기존 제약 조건에 완벽히 부합한다"고 밝혔다. 이 연구는 10일 학술지 '피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)'에 게재됐다.
-
- 포커스온
-
[우주의 속삭임(103)] 은하 중심부의 신비한 현상, '새로운 형태의 암흑물질' 존재 가능성 시사
-
-
[퓨처 Eyes(74)] 핵폐기물, 미래 에너지의 '황금알'로 부활하나?
- 인류는 오랫동안 '양날의 검'과 같은 존재와 함께해 왔다. 바로 '핵에너지'다. 막대한 에너지를 제공하지만, 동시에 감당하기 힘든 '핵폐기물'이라는 부산물을 남긴다. 그런데 최근, 이 '골칫덩이' 폐기물이 인류의 미래를 밝혀줄 '황금알'로 탈바꿈할 가능성이 열렸다. 미국 오하이오 주립대학교 연구진이 방사성 폐기물을 활용해 전기를 생산하는 핵 배터리 개발에 성공하며, 에너지 저장 분야에 획기적인 전환점을 마련한 것이다. 이 연구는 단순한 기술적 진보를 넘어, 인류가 오랫동안 골머리를 앓아온 핵폐기물 처리 문제에 대한 혁신적인 해결책을 제시했다는 점에서 더욱 의미가 크다. 연구진은 사용후 핵연료에서 방출되는 감마 방사선을 섬광 결정과 태양 전지를 통해 전기로 변환하는 기술을 개발했다. 섬광 결정은 방사선에 노출되면 빛을 방출하는 특성을 지닌 고밀도 물질로, 이 빛을 태양 전지가 흡수해 전기로 변환하는 원리다. 감마 방사선은 X선이나 CT 촬영에 쓰이는 방사선보다 훨씬 높은 에너지를 지녀 투과력이 매우 강하다. 감마 방사선의 높은 투과력은 곧 물질을 뚫고 지나가는 능력이 뛰어나다는 뜻이기도 한데, 이러한 특성 때문에 감마 방사선을 효과적으로 제어하고 에너지로 변환하는 것이 핵 배터리 기술의 핵심으로 꼽힌다. 이 배터리는 충전이나 유지 보수 없이 수십 년간 전력 생산이 가능하며, 특히 우주나 심해 탐사와 같이 장기간 안정적인 에너지 공급이 필요한 분야에서 혁신적인 역할을 할 것으로 기대된다. 손 안의 '원자력 발전소'⋯작지만 '강력한' 에너지, 무한한 가능성 제시 연구진이 개발한 프로토타입 배터리는 4cm³ 크기로, 세슘-137을 사용했을 때 288나노와트, 코발트-60을 사용했을 때 1.5마이크로와트의 전력을 생산했다. 이는 마이크로칩과 같은 소형 전자 기기를 작동시키기에 충분한 수준이다. 물론, 가정이나 산업 현장에서 사용하는 전력량에 비하면 아직 미미한 수준이지만, 레이먼드 카오 교수는 "적절한 전력원을 사용하면 와트 수준 이상의 전력 생산도 가능할 것"이라며 기술 확장 가능성을 시사했다. 특히 그는 "우리는 폐기물로 간주되는 것을 수확하고 본질적으로 보물로 바꾸려고 노력하고 있다"며 핵폐기물 배터리 개발의 의의를 강조했다. 핵 배터리는 방사성 물질을 포함하지 않아 안전하며, 핵 폐기물 저장 시설이나 우주, 심해 등 방사선 수치가 높은 환경에서 활용될 수 있다. 또한, 장기간 작동이 가능해 유지 보수가 어려운 환경에도 적합하다. 사이테크 데일리는 "이 배터리는 일반적인 X선이나 CT 스캔보다 100배나 투과력이 강한 감마 방사선을 이용했지만, 배터리 자체는 방사성 물질을 포함하지 않기 때문에 만져도 안전하다"고 보도했다. 오하이오 주립대학교 연구진이 개발한 핵폐기물 배터리는 감마 방사선을 빛으로, 다시 빛을 전기로 바꾸는 두 단계를 거쳐 작동한다. 먼저, 신틸레이터 결정이 감마 방사선을 흡수해 빛을 낸다. 마치 반딧불이가 빛을 내는 것과 같은 원리다. 이렇게 발생한 빛은 태양 전지에 의해 포착되어 전기로 변환된다. 이는 태양광 발전과 유사한 방식이다. 이 배터리는 몇 가지 핵심적인 특징을 갖는다. 설탕 한 스푼 크기인 약 4cm³의 작은 크기에도 불구하고, 세슘-137을 사용했을 때 288 나노와트, 코발트-60을 사용했을 때 1.5 마이크로와트의 전력을 생산한다. 또한, 방사성 물질이 배터리 자체에 포함되지 않아 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 이 혁신적인 배터리는 앞으로 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 고준위 방사성 폐기물 저장소에서 폐기물 저장 시설의 전력 공급원으로 활용될 수 있으며, 심해 탐사나 우주 탐사와 같이 극한 환경에서 장기간 작동하는 전력원으로도 유용하다. 또한, 작고 안전한 전력원이 필요한 소형 센서나 마이크로 전자 기기 분야에도 적용 가능하다. 물론, 연구진은 상용화를 위해 몇 가지 중요한 과제를 해결해야 한다. 더 많은 전력을 생산할 수 있도록 출력 규모를 확대하고, 에너지 변환 효율을 높여 배터리의 성능을 향상시켜야 한다. 또한, 대량 생산을 위한 안정적인 제조 공정을 확립하고, 장기간 사용 시 배터리의 성능과 안전성을 검증해야 한다. 레이먼드 카오 교수는 "우리는 폐기물로 여겨지던 것을 보물로 바꾸려 노력하고 있다"고 강조하며, 이 기술의 잠재력을 높이 평가했다. 이 연구는 미국 에너지부의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 '옵티컬 머티리얼즈: X(Optical Materials: X)' 저널에 발표됐다. 상용화까지 넘어야 할 '산 넘어 산'⋯인류, '무한 에너지 시대' 열 수 있을까 핵 배터리 기술은 중국에서도 활발히 연구되고 있다. 베타볼트(Betavolt)는 휴대폰, 드론, 의료 기기 등 상업적 응용 분야를 위한 핵 배터리 대량 생산을 목표로 하고 있다. 이 회사는 이미 14차 5개년 계획에 따라 이 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 이브라힘 옥수즈 연구원은 "핵 배터리 개념은 매우 유망하며, 앞으로 에너지 생산 및 센서 산업에서 중요한 역할을 할 것"이라고 전망했다. 특히 그는 "전력 출력 측면에서 획기적인 결과"라며 "아직 개선의 여지가 많지만, 앞으로 이 접근 방식이 에너지 생산 및 센서 산업 모두에서 중요한 공간을 차지할 것"이라고 강조했다. 하지만 상용화를 위해서는 제조 비용 절감, 효율성 향상, 안전성 검증 등 해결해야 할 과제가 남아있다. 섬광 결정의 효율성을 높이는 것도 중요한 과제다. 연구진은 "결정의 모양과 크기가 최종 전기 출력에 영향을 미치며, 더 큰 부피는 더 많은 방사선을 흡수하고 더 많은 빛을 생성한다"고 밝혔다. 또한 "더 큰 표면적은 태양 전지가 더 많은 전력을 생성하는 데 도움이 된다"고 덧붙였다. 이는 섬광 결정의 미세 구조를 최적화하는 연구가 핵 배터리 성능 향상에 필수적임을 보여준다. 다시 말해, 섬광 결정의 효율을 극대화하기 위해서는 결정의 크기, 모양, 표면적 등을 정밀하게 제어하는 기술이 필요하다는 뜻이다. 레이먼드 카오 교수는 "핵 배터리 기술이 미래 에너지 시장을 선도할 수 있도록 지속적인 연구 개발을 이어갈 것"이라고 밝혔다. 그는 "이 기술을 확장하는 데 비용이 많이 들 수 있지만, 안정적으로 제조할 수 있다면 충분히 경쟁력이 있을 것"이라고 전망했다. 또한, "안전하게 구현된 후 얼마나 오래 지속될 수 있는지 등 배터리의 유용성과 한계를 평가하기 위해 추가 연구가 필요하다"고 강조했다. 인류는 오랫동안 에너지 문제 해결을 위해 끊임없이 노력해 왔다. 핵폐기물 배터리 기술은 이러한 노력의 결실 중 하나로, 아직은 초기 단계이지만 무한한 잠재력을 지니고 있다. 이 기술이 상용화되어 인류에게 무한한 에너지를 제공하는 '약속의 땅'으로 우리를 인도할 수 있을지, 앞으로의 연구 결과에 귀추가 주목된다. 폐기물을 에너지로 바꾸는 이 '연금술'은 인류의 오랜 숙원을 해결하고 지속 가능한 미래를 여는 열쇠가 될 수 있을 것이다.
-
- 포커스온
-
[퓨처 Eyes(74)] 핵폐기물, 미래 에너지의 '황금알'로 부활하나?
-
-
현대건설, 美 홀텍과 손잡고 300MW급 SMR 2기 건설 착수…국내 첫 해외 SMR 프로젝트
- 현대건설이 미국 소형모듈원자로(SMR) 개발업체 홀텍과 협력해 미시간주에 300MW급 SMR 2기 건설을 본격 추진한다. 현대건설은 25일(현지시간) 미시간 팰리세이즈 원자력발전소에서 '미션 2030' 행사를 열고 올 연말 '펠리세이즈 SMR-300 최초호기(FOAK)' 프로젝트 착공 계획을 발표했다. 현대건설과 홀텍은 2021년부터 SMR 개발 및 사업 협력을 이어왔으며, 이번 프로젝트를 통해 국내 건설사가 해외에 SMR을 건설하는 첫 사례가 될 전망이다. 이날 행사에는 양사 주요 경영진이 참석했으며, 원전 용량 확대 및 해외 사업 협력을 포함한 확장협력합의서를 체결했다. 양사는 미국을 포함한 글로벌 시장에서 SMR 사업 독점권을 확대하고, 별도 합작법인을 설립해 프로젝트를 체계적으로 추진할 계획이다. [미니해설] 현대건설, 美 SMR 시장 본격 진출⋯홀텍과 300MW급 원전 건설 추진 현대건설이 미국 소형모듈원자로(SMR) 개발업체 홀텍과 손잡고 미시간주에 300MW급 SMR 2기 건설을 본격 추진한다. 이는 국내 건설사가 해외에 SMR을 건설하는 첫 사례가 될 전망이다. SMR 사업 본격 착수 현대건설은 25일 미시간주 팰리세이즈 원자력발전소에서 열린 '미션 2030' 행사에서 2025년 연말에 ‘펠리세이즈 SMR-300 최초호기(FOAK)’ 프로젝트를 착공한다고 밝혔다. 현대건설과 홀텍은 2021년 SMR 개발 및 사업 동반진출 협력계약을 체결한 이후, SMR 개발 및 사업 추진, 원전 해체 사업, 사용후 핵연료 임시저장시설 구축 등 원전 밸류체인 전반의 프로젝트를 공동 수행해왔다. 이번 프로젝트는 미시간주 코버트에 위치한 홀텍 소유의 팰리세이즈 원전단지 내에 300MW급 SMR 2기를 신설하는 사업으로, 양사는 지반 및 지질조사, 환경영향평가를 포함한 현장 맞춤설계를 진행해왔다. 양사는 올해 상반기 내 설계를 완료하고, 연말 착공을 거쳐 2030년 상업운전을 목표로 하고 있다. 미국 정부의 인허가 절차를 순조롭게 마칠 경우, 이번 프로젝트는 국내 건설사가 해외에 SMR을 건설하는 첫 사례로 기록될 전망이다. 참고로 300MW급이면 가정용 전력으로 따지면 약 60만 가구에 공급할 수 있는 규모다. 즉, 300MW급 SMR 2기는 최대 120만 가구에 전력을 공급할 수 있는 규모로, 중소도시 하나의 전력 공급을 책임질 수 있는 수준이다. 현대건설-홀텍, 글로벌 SMR 시장 공략 이날 행사에는 이한우 현대건설 대표이사, 크리스 싱 홀텍 회장, 켈리 트라이스 홀텍 인터내셔널 사장, 릭 스프링맨 홀텍 글로벌 청정에너지 부문 사장 등 주요 경영진이 참석했다. 행사에서 양사는 원전 용량을 300MW급 SMR로 확대하는 내용과 북미 및 글로벌 시장에서의 사업 협력을 포함한 확장협력합의서를 체결했다. 또한 프로젝트 매니지먼트를 위한 공동 조직 운영 방안도 합의했다. 특히 현대건설이 보유한 홀텍 추진 SMR 사업에 대한 독점권을 미국뿐만 아니라 글로벌 시장으로 확대하는 방안을 마련하고, 이번 사업 운영·관리를 위한 합작법인을 설립해 체계적인 사업 수행에 나선다. 이한우 현대건설 대표는 "성공적인 사업 완수를 위해 미국 정부 및 현지 기업과 긴밀히 협력해 체계적인 공급망을 구축하고, 미국 내 양질의 일자리 창출 등 지역 사회와 상생할 수 있는 방안을 마련하겠다"며 "이를 통해 글로벌 SMR 산업의 신기원을 열 것"이라고 밝혔다. 크리스 싱 홀텍 회장도 "원자력발전소 건설 분야에서 독보적인 역량을 보유한 현대건설과의 파트너십 확대는 중추적인 발전"이라며 "양사의 체계적인 공급 역량과 세계적 수준의 프로젝트 관리 역량을 바탕으로 미국 최초의 SMR-300 배치가 완벽히 실현될 것"이라고 말했다. 글로벌 SMR 경쟁 본격화 최근 국내 주요 건설사들은 미국 SMR 기업들과 협력을 강화하며 현지 진출 및 수주에 박차를 가하고 있다. SMR은 원자로와 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등 주요 기기를 하나의 용기에 통합한 300MW 이하의 소규모 원전으로, 기존 대형 원전에 비해 안전성이 높고 경제성이 뛰어나 차세대 원전으로 주목받고 있다. 특히 미국과 유럽을 중심으로 탄소중립 목표 달성을 위한 SMR 도입이 활발히 논의되면서, 글로벌 에너지 시장에서 SMR의 역할이 더욱 확대될 전망이다. 이번 현대건설과 홀텍의 협력은 국내 기업이 글로벌 SMR 시장에서 경쟁력을 확보하는 중요한 계기가 될 것으로 보인다. SMR 기술 개발과 해외 사업 확장을 동시에 추진하는 현대건설의 전략이 글로벌 에너지 시장에서 어떤 성과를 거둘지 주목된다.
-
- 경제
-
현대건설, 美 홀텍과 손잡고 300MW급 SMR 2기 건설 착수…국내 첫 해외 SMR 프로젝트
-
-
[퓨처 Eyes(69)] 화성까지 45일! '꿈의 엔진' 핵추진 로켓, SF영화 현실로 만든다
- "화성으로 가는 길, 이제 6개월이 아닌 45일이면 충분하다!" SF 영화 속에서나 가능했던 이야기가 현실이 될 날이 머지않았다. 미국 항공우주국(NASA)이 핵열 추진 로켓 연료 시험에 성공하며 인류를 화성으로 빠르게 실어 나를 '꿈의 엔진' 개발에 박차를 가하고 있다. 영화 '마션'의 주인공 마크 와트니처럼 화성에서 감자를 키우는 일도 더는 꿈같은 이야기만은 아닐지 모른다. 데일리 갤럭시, 뉴 아틀라스 등 외신에 따르면 NASA는 마셜 우주 비행 센터에서 제너럴 아토믹스 일렉트로매그네틱 시스템스(GA-EMS)와 공동 개발한 첨단 핵열 추진(NTP) 원자로 연료 시험에 성공했다. 이 기술은 현재 6개월이 걸리는 화성 여행 시간을 획기적으로 단축할 뿐 아니라 우주비행사 안전, 임무 효율, 심우주 탐사 등 다양한 과제를 해결할 핵심 기술로 주목받고 있다. 핵분열 에너지로 추진력⋯기존 로켓보다 2~3배 빨라 핵열 추진 로켓은 핵분열 에너지를 이용해 추진력을 얻는 차세대 우주선 기술이다. 액체 수소와 같은 추진제를 원자로 노심을 통해 펌핑하면 우라늄 원자의 핵분열로 발생하는 열이 추진제를 가열, 고온의 가스로 변환시킨다. 이 가스는 노즐을 통해 팽창하며 강력한 추력을 생성한다. 기존 화학 로켓의 연소 방식보다 훨씬 효율적이며, 2~3배 빠른 속도를 낼 수 있다. NASA는 이번 시험에서 연료가 2,727°C(4,940°F)가 넘는 극한의 온도와 수소가 풍부한 환경에서도 견딜 수 있음을 확인했다. 특히 이번 시험은 실제 우주 환경을 모사하기 위해 극저온, 고온 및 급격한 온도 변화를 포함한 다양한 조건에서 진행됐다. 시험 결과, 연료는 극한 환경에서도 균열이나 파편 발생 없이 안정적인 성능을 유지했다. GA-EMS 스콧 포니 사장은 "최근 시험 결과는 NTP 원자로용 연료 설계를 성공적으로 입증하는 데 중요한 이정표"라며 "연료는 극도로 높은 온도와 우주에서 작동하는 NTP 원자로가 일반적으로 겪는 뜨거운 수소 가스 환경에서 견뎌야 한다"고 강조했다. 핵열 추진 로켓의 핵심은 바로 이 연료에 있다. 극한의 온도와 부식성 환경에서 견딜 수 있는 연료 개발이 핵열 추진 로켓 실현의 가장 큰 난관이었기 때문이다. GA-EMS는 이번 시험을 통해 이 난관을 극복했을 뿐 아니라, 기존 화학 로켓 엔진보다 2~3배 더 효율적인 시스템을 구축할 수 있는 가능성을 보여줬다. GA-EMS 핵 기술 및 재료 부문 부사장인 크리스티나 백 박사는 "GA-EMS 실험실에서 비수소 환경 시험을 수행했으며, 연료가 최대 3,000K(4,940°F, 2,726°C)의 온도에서 매우 우수한 성능을 발휘함을 확인했다"고 설명했다. 화성 탐사 난제 해결⋯안전성·효율성↑ 화성 유인 탐사는 지구와 화성 사이의 엄청난 거리(평균 2억 2530만km), 장기간 우주 방사선 노출, 장비 고장 가능성, 제한적인 의료 지원 등 수많은 난제를 안고 있다. NASA 관계자는 "편도 최대 20분의 통신 지연, 장비 고장 또는 의료 응급 상황 발생 가능성, 식량 및 물자 배급의 중요성에 직면해 우주비행사는 지구 팀의 최소한의 지원으로 다양한 상황에 대처할 수 있어야 한다"고 설명했다. 핵열 추진 기술을 통해 이동 시간을 45일로 단축하면 이러한 위험을 크게 줄일 수 있다. 방사선 노출 시간, 필요한 소모품, 기술적 오작동 발생 가능성 모두 줄어들기 때문이다. 크리스티나 백 박사는 "NASA MSFC의 소형 연료 요소 환경 시험(CFEET) 시설을 사용하여 수소 대표 온도 및 램프 속도에서 열 순환 후 연료의 생존 가능성을 성공적으로 시험하고 입증한 최초의 기업"이라고 밝혔다. GA-EMS는 NASA의 CFEET 시설을 활용해 연료 시험에 성공한 최초의 기업이라는 점에서 핵열 추진 연료 개발의 선두 주자임을 다시 한번 증명했다. 심우주 탐사, 달·화성 거주지 건설⋯인류, 우주로 핵열 추진 기술은 화성 탐사를 넘어 심우주 탐사, 달 및 화성에 지속 가능한 인간 거주지 건설 등 인류의 우주 진출을 가속화할 핵심 기술로 평가받는다. 스콧 포니 GA-EMS 사장은 "더 빠른 추진 시스템은 외행성으로의 더 야심찬 임무를 가능하게 할 뿐 아니라 달과 화성에 지속 가능한 인간 거주지를 구축하는 데 중요한 역할을 할 수 있다"고 말했다. 핵열 추진 시스템은 이동 시간 단축과 우주선 탑재량 증가를 통해 인류의 지구 밖 존재를 확장하려는 우주 기관들의 장기적인 비전을 지원할 수 있다. NASA는 앞으로도 GA-EMS와 같은 업계 파트너와 협력하여 NTP 시스템을 최적화하고 아르테미스 프로그램, 2030년대 화성 유인 탐사 등 향후 우주 임무에 활용할 계획이다. 핵열 추진 연료 시험 성공은 단순한 기술적 성과를 넘어 인류의 우주 탐험 역사에 새로운 장을 여는 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다. NASA와 GA-EMS는 이번 시험 결과를 바탕으로 핵열 추진 로켓 엔진 개발에 박차를 가할 계획이며, 향후 10년 안에 핵열 추진 로켓을 활용한 우주 탐사 임무가 시작될 것으로 예상된다. 인류는 오랫동안 우주를 향한 꿈을 꾸어왔다. 달에 첫 발을 내딛었던 순간부터 화성 유인 탐사, 더 나아가 심우주 탐사까지, 그 꿈은 끝없이 이어지고 있다. 이제 핵열 추진 로켓이라는 새로운 날개를 단 인류는 어떤 미래를 향해 나아갈까? 핵열 추진 로켓은 단순한 이동 수단을 넘어 인류의 꿈을 현실로 만들고, 우주 시대의 새로운 장을 열어갈 열쇠가 될 것이다.
-
- 포커스온
-
[퓨처 Eyes(69)] 화성까지 45일! '꿈의 엔진' 핵추진 로켓, SF영화 현실로 만든다
-
-
[퓨처 Eyes(68)] 양자 컴퓨터, '슈뢰딩거의 고양이' 품다
- "어제의 꿈은 오늘의 희망이고, 내일의 현실이다." 20세기 초, 양자역학의 태동과 함께 등장한 '슈뢰딩거의 고양이'는 과학자들에게 끊임없는 탐구의 대상이었다. 죽어있는 동시에 살아있는 고양이라니! 이 기묘한 역설 속에 숨겨진 양자 세계의 비밀은 오랫동안 미지의 영역으로 남아있었다. 그러나 이제, 그 베일이 벗겨지려 한다. 호주 뉴사우스웨일스 대학교(UNSW) 연구팀이 안티몬 원자를 이용하여 양자 컴퓨터의 고질적인 문제였던 오류 발생 가능성을 획기적으로 줄이는 기술을 개발했기 때문이다. '슈뢰딩거의 고양이'를 현실 세계로 불러낸 이 연구는 양자 컴퓨터 개발에 있어 중대한 돌파구를 마련했으며, 인류에게 새로운 미래를 선사할 혁신의 씨앗이 될 것으로 기대된다. 지난 14일(현지시간) 네이처 피직스 저널에 게재된 이 연구는 1세기 넘게 과학계를 괴롭혀 온 양자역학의 난제인 '슈뢰딩거의 고양이'의 비밀을 밝히는 동시에, 양자 컴퓨팅의 가장 큰 걸림돌 중 하나였던 오류 수정 문제에 대한 새로운 해결책을 제시했다는 점에서 학계의 비상한 관심을 모으고 있다. 슈뢰딩거의 고양이, 현실이 되다 '슈뢰딩거의 고양이'는 양자역학의 불가사의한 특징을 설명하는 대표적인 사고 실험이다. 상자 속 고양이의 생사가 방사성 원자의 붕괴 여부에 따라 결정되는 이 실험에서, 양자역학적으로 고양이는 관찰되기 전까지 살아있는 상태와 죽은 상태가 중첩된 상태로 존재한다. 양자역학의 원리를 설명하기 위해 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 1935년에 고안한 사고 실험인 슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 해석이 가진 불완전함을 드러내기 위해 설계됐다. 이 실험의 원리는 다음과 같다. 상상 속의 밀폐된 상자 안에 고양이 한 마리가 들어 있다. 상자 안에는 방사성 물질과 연결된 독가스 장치가 함께 들어 있다. 방사성 물질은 1시간 내에 50% 확률로 붕괴할 수 있으며, 붕괴가 발생하면 독가스가 방출되어 고양이는 죽는다. 반대로 붕괴가 일어나지 않으면 고양이는 살아남는다. 이 실험의 핵심은 상자를 열기 전까지는 고양이가 살아 있는지, 죽어 있는지 알 수 없다는 점이다. 양자역학에 따르면, 상자를 열어보기 전까지 고양이는 살아 있는 상태와 죽어 있는 상태가 동시에 중첩되어 존재한다. 즉, 고양이는 동시에 살아 있으면서 죽어 있는 것이다. 슈뢰딩거는 이 사고 실험을 통해 양자역학의 '중첩' 개념에 의문을 제기했다. 거시세계에서 우리가 관찰할 수 있는 현실에서는 고양이가 죽었거나 살아 있거나 둘 중 하나의 상태만 존재한다. 중첩된 두 상태가 동시에 존재한다는 양자역학적 해석은 직관적으로 받아들이기 어렵기 때문이다. 연구팀은 안티몬 원자의 핵 스핀을 이용하여 이러한 '슈뢰딩거 고양이' 상태를 실제로 구현했다. 안드레아 모렐로 UNSW 교수는 "누구도 동시에 죽고 사는 상태의 실제 고양이를 본 적은 없지만, 슈뢰딩거의 고양이라는 비유는 큰 차이가 있는 양자 상태의 중첩을 설명하는 데 사용된다"고 설명했다. 안티몬(Sb, 원자번호 51)은 주기율표 15족에 속하는 준금속 원료로, 금속성과 비금속성을 모두 가진 독특한 특성이 있다. 기존 양자 컴퓨터는 '큐비트'라는 양자 정보 단위를 사용한다. 큐비트는 0 또는 1의 두 가지 상태를 갖는데, 외부 환경의 영향으로 쉽게 오류가 발생하는 문제점이 있었다. 하지만 안티몬 원자는 8개의 서로 다른 스핀 방향을 가질 수 있어 큐비트보다 훨씬 더 안정적인 양자 정보 저장 및 처리가 가능하다. 논문의 주 저자인 시 유(Xi Yu)는 "안티몬 원자는 '7개의 목숨'을 가진 슈뢰딩거 고양이와 같다"며 "0에서 1로 상태를 바꾸려면 7번의 연속적인 오류가 발생해야 하므로 양자 정보를 안전하게 보호할 수 있다"고 강조했다. 실리콘, 양자 컴퓨팅의 날개를 달다 연구팀은 안티몬 원자를 실리콘 양자 칩에 내장하여 양자 상태를 정밀하게 제어하는 데 성공했다. 다니엘 홈스 UNSW 박사는 "실리콘 기반 기술은 기존 컴퓨터 칩 제작 방식과 유사하게 확장될 수 있어 양자 컴퓨팅의 실용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 기대했다. 실리콘 기반 기술의 활용은 양자 컴퓨팅의 확장성을 높이는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 기존 반도체 산업의 인프라를 활용할 수 있다는 점에서 양자 컴퓨터의 대량 생산 및 상용화 가능성을 높일 수 있기 때문이다. 좀 더 자세히 설명하면, 현재 양자 컴퓨터 개발에는 극저온 환경 유지, 복잡한 제어 시스템 구축 등 까다로운 조건들이 필요하다. 하지만 기존 반도체 제조 공정을 활용하면 양자 컴퓨터를 보다 쉽게 제작할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼 위에 큐비트를 생성하고 제어하는 기술을 통해 대량 생산이 가능해지고, 이는 곧 양자 컴퓨터의 생산 비용 절감과 상용화 시기를 앞당길 수 있다는 것을 의미한다. 뿐만 아니라 실리콘은 이미 우리 주변의 전자 기기에 널리 사용되는 소재이기 때문에 안정성과 내구성이 검증되었다. 이러한 실리콘의 특징은 양자 컴퓨터의 안정적인 작동과 수명 연장에도 기여할 수 있다. 결과적으로 실리콘 기반 기술은 양자 컴퓨터를 연구실 밖으로 꺼내 우리 생활 속으로 가져올 수 있는 중요한 열쇠가 될 것으로 기대된다. 모렐로 교수는 "이번 연구는 양자 오류 감지 및 수정이라는 양자 컴퓨팅의 '성배'를 향한 중요한 발걸음"이라며 "앞으로 오류 수정 기술을 더욱 발전시켜 실용적인 양자 컴퓨터 개발에 박차를 가할 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 UNSW 시드니, 멜버른 대학교, 샌디아 국립 연구소, NASA 에임스 연구센터, 캘거리 대학교 등 다양한 기관의 국제 협력을 통해 이루어졌다. 모렐로 교수는 이를 "상호 보완적인 전문성을 갖춘 세계적 팀 간의 개방적 국경 협업의 훌륭한 사례"라고 평가했다. 양자 컴퓨터, 새로운 세상을 열다 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터와 달리 '큐비트'라는 양자 정보 단위를 사용한다. 큐비트는 0과 1의 값을 동시에 가질 수 있는 '중첩' 상태를 통해 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 속도로 연산을 수행할 수 있다. 다만 큐비트는 외부 환경에 민감하게 반응하여 오류가 발생하기 쉽다는 단점이 있다. 이번 연구에서 UNSW 연구팀은 안티몬 원자의 핵 스핀을 이용하여 큐비트를 구성했다. 안티몬 원자는 핵 스핀이 8개의 다른 방향을 가질 수 있어 0과 1뿐만 아니라 그 사이의 6개 값을 추가로 저장할 수 있다. UNSW의 양자 정보 연구원 벤자민 빌헬름은 "기존 큐비트는 스핀 업(1)과 스핀 다운(0) 두 가지 상태만 가지므로 스핀 방향이 바뀌면 0이 1로, 혹은 1이 0으로 바뀌는 오류가 발생한다"며 "그러나 안티몬 원자는 8개의 상태를 가지므로 하나의 오류가 발생하더라도 정보가 즉시 손상되지 않는다"고 덧붙였다. 안티몬 원자, 큐비트의 수호자 연구팀은 이러한 안티몬 원자의 특성을 "마치 고양이가 목숨이 아홉 개인 것처럼, 한 번의 작은 긁힘으로는 죽일 수 없다"는 속담에 비유하며 "우리의 비유적인 '고양이'는 목숨이 일곱 개나 된다. 0을 1로 바꾸려면 7개의 연속적인 오류가 발생해야 한다"고 설명했다. 안드레아 모렐로 교수는 "단일 또는 몇 개의 오류가 발생하더라도 정보가 즉시 스크램블되지 않는다"며 "오류가 발생하면 즉시 감지하고 추가 오류가 누적되기 전에 수정할 수 있다. 슈뢰딩거의 고양이 비유를 계속하자면 마치 우리 고양이가 얼굴에 큰 긁힘을 입고 집에 오는 것을 본 것과 같다. 고양이는 죽지는 않았지만 싸움에 휘말렸다는 것을 알 수 있다. 우리는 다시 싸움이 일어나 고양이가 더 다치기 전에 누가 싸움을 일으켰는지 찾아낼 수 있다"고 말했다. 이번 연구는 양자 컴퓨터의 오류 감지 및 수정 기술 개발에 중요한 발판을 마련했다는 평가를 받는다. 앞으로 더욱 안정적인 양자 컴퓨터 개발을 통해 의학, 재료 과학, 인공 지능 등 다양한 분야에서 혁신적인 발전이 이루어질 것으로 기대된다. 특히 신약 개발, 암 치료, 인공지능 개발 등 복잡한 문제 해결에 획기적인 전환점을 가져올 수 있을 것으로 전망된다. 양자 컴퓨터, 인류의 미래를 밝히다 이번 연구는 마치 판도라의 상자를 여는 열쇠처럼, 양자 컴퓨팅 시대의 문을 활짝 열었다. 안티몬 원자를 이용한 오류 수정 기술은 양자 컴퓨터 개발의 핵심 과제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 더욱 안정적이고 효율적인 양자 컴퓨터의 등장은 과학 기술 분야는 물론, 인류의 삶 전반에 걸쳐 혁명적인 변화를 가져올 것이다. 어쩌면 머지않아 우리는 양자 컴퓨터가 만들어낼 놀라운 미래를 직접 경험하게 될지도 모른다.
-
- 포커스온
-
[퓨처 Eyes(68)] 양자 컴퓨터, '슈뢰딩거의 고양이' 품다
-
-
[정책] 정부, 무탄소에너지 경제 성장 엔진으로⋯2033년까지 59조원 경제 효과 기대
- 산업통상자원부(이하 산업부)는 22일 서울 강남구 코엑스에서 산·학·연 전문가들이 참석한 가운데 공청회를 개최하고, 2024년부터 2033년까지 적용될 제5차 에너지기술개발계획안을 발표했다. 에너지법에 따라 5년마다 10년 단위의 에너지기술개발 중장기 로드맵을 수립하는 산업부는 이번 계획안에서 '탄소중립 및 에너지 안정성 확보를 위한 무탄소 에너지 생태계 조성'을 최상위 목표로 설정했다. 특히 주목할 만한 점은 원전, 재생에너지, 수소를 아우르는 무탄소 에너지 생태계 강화를 통해 2033년까지 59조원에 달하는 경제적 파급 효과를 창출할 것으로 기대된다는 점이다. 산업부는 소형모듈원자로(SMR, 발전 용량 30만㎾급)를 포함한 원전 기술 고도화, 태양광·풍력 등 재생에너지 확대, 수소 에너지 활용 등 다각적인 에너지 기술 개발을 통해 탄소중립 시대를 선도하고 국가 경쟁력 강화에 기여할 것으로 전망했다. 이번 공청회에서는 에너지 기술 개발 계획안에 대한 각계 전문가들의 의견을 수렴하고, 향후 계획안을 보완하여 최종 확정할 예정이다. 에너지 기술 자립화율 90% 목표 산업통상자원부는 제5차 에너지기술개발계획을 통해 에너지 기술 자립화율을 현재 80.6%에서 2033년까지 90%로 끌어올리겠다는 목표를 제시했다. 이는 핵심 에너지 기술의 국산화를 통해 에너지 안보를 강화하고, 국내 에너지 산업의 경쟁력을 제고하기 위한 전략이다. 이를 위해 산업부는 '무탄소 에너지 확대를 위한 기술 경쟁력 강화' 전략을 추진한다. 2035년 국내 최초 가동 예정인 소형모듈원자로(SMR) 건설 단가를 kWe(킬로와트)당 3500달러(약 490만원) 수준으로 낮춰 경제성을 확보하고, 원전 기술 고도화를 추진한다. 신재생에너지 경쟁력을 강화한다. 차세대 탠덤 태양전지 효율을 2033년까지 35%로 높이고, 해상풍력단지 이용률을 50%까지 향상시켜 재생에너지 발전 효율을 극대화한다. 아울러 청정수소 생산 및 활용 기술, 청정 화력 발전 기술의 국산화를 통해 에너지원 다변화를 추진한다. 또한 '유연하고 안정적인 에너지망 구축' 전략을 통해 만성적인 송전 제약 문제를 해결하고 에너지 저장 기술을 고도화하여 안정적인 에너지 공급망을 확보할 계획이다. 이와 더불어 에너지 사용 효율을 높이고, 혁신적인 연구개발(R&D) 생태계를 조성하는 전략도 병행 추진한다. 산업부는 이번 계획을 통해 탄소중립 목표를 달성하고 에너지 안보를 강화하는 동시에, 에너지 신산업 육성을 통한 경제 성장 및 일자리 창출에도 기여할 것으로 기대하고 있다.
-
- 경제
-
[정책] 정부, 무탄소에너지 경제 성장 엔진으로⋯2033년까지 59조원 경제 효과 기대
-
-
미국, 원자로 용량 3배 증설 계획 발표…트럼프, 실행할까?
- 미국이 원자력 발전량을 대규모로 늘리기 위한 새로운 로드맵을 공개했다. 바이든 행정부가 이 같은 계획을 공개했는데, 도널드 트럼프 대통령 당선자가 백악관에 입성해 이 계획을 실행할지는 알 수 없다. 그럼에도 불구하고 원자력 발전은 양당의 큰 지지를 얻었으며, 거대 기술 기업도 환영하고 있다고 더버지가 전했다. 현재 원자력 에너지는 미국 전체 발전의 약 20%를 차지한다. 이는 미국이 풍력 및 태양광 등 재생 에너지 발전량과 거의 같다. 나머지 60%는 화석 연료에서 나온다. 이를 감안하면, 원자력 발전은 탄소 배출이 없는 전력의 거의 절반을 차지한다. 연료봉용 우라늄 채굴과 핵 발전소의 방사성 폐기물에 대한 환경적 우려는 여전히 크다. 그러나 원자력은 온실가스를 배출하지 않고 전기를 생산하기 때문에 일부 환경 단체와 바이든 행정부의 지지를 얻었다. 또 풍력과 태양광 발전이 변동할 때, 이를 대체할 수 있는 안정적인 에너지 공급으로 여겨진다. 미국은 작년에 전 세계적으로 재생 에너지 용량을 3배로 늘리겠다는 국제적 공약에 동참했다. 백악관은 2050년까지 200GW의 새로운 원자력 에너지 용량을 증설한다는 목표를 제시했는데, 이는 미국이 2020년에 보유한 용량의 최소 3배에 해당한다. 2035년까지 35GW의 새로운 용량을 증설하는 것으로 시작해 2040년까지 매년 15GW를 추가한다는 중간 목표를 세웠다. 이는 쉬운 일은 아니다. 미국의 원자력 에너지는 노후화된 원자력 발전소에서 나온다. 대부분은 1970년대 또는 1980년대에 건설되었다. 미국 원자로의 평균 수명은 42년이다. 원자력 산업은 펜실베이니아의 쓰리마일아일랜드, 우크라이나의 체르노빌, 일본의 후쿠시마에서 발생한 대형 사고로 인해 오명을 썼다. 그리고 수년 동안 원자력은 더 저렴하고 유연한 전력원, 즉 가스와 경쟁하는 데 어려움을 겪었다. 참고로 15GW는 엄청나게 큰 발전 용량이다. 일반적인 원자력 발전소 1기의 발전 용량이 약 1GW 정도다. 다시 말하면 15GW는 원자력 발전소 15기를 합친 것과 같은 용량이다. 또다른 예를 들면 1GW는 약 75만 가구에 전력을 공급할 수 있는 용량이다. 15GW는 약 1125만 가구에 전력을 공급할 수 있는 양으로 도시 하나에 전력을 공급하고도 남을 규모다. 수십 년 만에 미국에서 새로 건설된 최초의 원자로인 조지아주의 보글(Vogtle) 3호기 원자로는 2023년 가동에 들어갔다. 당초 예정일을 7년 넘겼고 예산은 170억 달러 초과했다. 같은 부지에 있는 또 다른 새로운 원자로는 올해 4월에 가동을 시작했다. 이 원자로의 건설은 2009년에 시작됐다. 대규모 원자력 발전소를 건설하는 것은 높은 비용으로 인해 대단히 어렵다. 이로 인해 원자력 산업의 성장은 제한적이었다. 업계의 해결책은 소형 모듈형 원자로(SMR)라고 하는 차세대 기술을 개발하는 것이었다. 이 첨단 원자로는 기존 원자력 발전소의 약 10~25%의 크기이므로 비용이 저렴하고 건설도 쉽다. 원자력 발전 목표를 달성하기 위한 바이든 행정부의 로드맵은 크고 작은 새로운 원자로를 건설할 것을 요구하고 있다. 또 오래된 원자로의 수명을 연장하고 퇴역한 원자로를 재가동하기 위한 면허 갱신을 주장한다. 특히 빅테크는 올해 원자력 에너지를 구매하고 첨단 원자로 개발을 지원하기 위한 새로운 계약을 잇따라 체결하면서 원자력 산업에 힘을 실어주고 있다. 마이크로소프트는 9월에 쓰리마일아일랜드의 원자로를 재가동할 수 있는 전력 구매 계약을 체결했다. AWS는 3월에 펜실베이니아주에 있는 원자력 발전 데이터 센터 캠퍼스를 매입했다. 지난달 아마존은 워싱턴주와 버지니아에서 SMR을 개발하는 3건의 추가 계약을 발표했다. 한편 구글은 10월에 2030~2035년 사이에 건설될 SMR로부터 전기를 구매할 계획이라고 발표했다. 트럼프는 바이든 행정부의 온실가스 감축 노력을 무산시키려 할 것으로 예상된다. 그러나 그는 과거 원자력 에너지에 대해서는 덜 적대적이었다. 그의 어젠다47은 "원자력 규제 위원회를 현대화하고, 기존 원자력 발전소를 계속 가동하며, 혁신적인 SMR에 투자함으로써 원자력 에너지 생산을 지원할 것"이라고 말한다. 다만 트럼프가 다시 취임하면 무슨 일이든 일어날 수 있다. 그는 10월 25일 조 로건과의 인터뷰에서 핵 르네상스에 대해 의심을 표명하며 "핵에는 다소의 위험이 있다"고 말했다. 그는 기후 변화로 인한 위험을 무시하는 태도를 보였다. 그는 로건에게 "오늘날 세계에서 가장 큰 문제는 지구 온난화가 아니라 핵 온난화다"라고 말했다.
-
- 산업
-
미국, 원자로 용량 3배 증설 계획 발표…트럼프, 실행할까?
-
-
로봇, 후쿠시마 원전 사고 현장서 방사선 샘플 첫 회수
- 로봇이 지난 2011년 쓰나미로 파괴된 후쿠시마 다이이치 원자력 발전소에서 처음으로 방사성 연료 샘플을 성공적으로 회수했다고 인디펜던트가 전했다. 텔레스코(Telesco)라는 이름의 이 원격 조종 로봇은 낚싯대와 유사한 팔을 이용해 원자로 2호기의 주요 격납용기 바닥에 있는 용융 연료(핵연료) 파편(데브리) 더미에서 최대 5mm 크기의 샘플을 분리해 냈다. 이는 아주 작은 그래놀라 조각 정도의 크기였다. 로봇은 용융 연료 조각을 장착된 앞쪽 집게에 넣고 이를 안전하게 보관하기 위해 밀폐된 용기로 운반했다. 원자력 발전소 운영사인 도쿄전력 홀딩스(TEPCO)는 방호복을 입은 작업자들이 격납 용기에서 채취한 샘플을 제거했다고 밝혔다. 원자로에서 로봇에 의해 용융 연료 샘플이 회수된 것은 처음이며, 이는 수십 년에 걸친 해체 과정에서 중요한 단계로 발전했음을 의미한다. 그러나 로봇의 샘플 회수는 샘플의 방사능이 지정된 한계치(임계치) 이하이며 용기에 안전하게 보관되어 있다는 것이 확인된 후에야 완료된다. 방사능이 한계치를 초과하면 로봇은 다른 샘플을 회수하기 위해 원자로에 다시 들어가야 한다. TEPCO 관계자들은 현재 샘플이 요구 사항(한계치 이하)을 충족할 만큼 작을 것으로 예상했다. 원자로에는 약 880톤의 치명적인 방사능 용융 연료가 남아 있는 것으로 추정된다. TEPCO는 발전소를 어떻게 관리할 것인가에 대한 방법을 결정하기 위해 여러 차례 로봇에 의한 탐사를 수행했다. 2011년 3월 11일, 규모 9.0의 지진과 쓰나미가 일본 북부 해안의 일부 지역을 강타하면서 약 2만 명이 사망했다. 쓰나미가 덮쳤을 때 후쿠시마 원자력 발전소의 6개 원자로 중 3개가 가동 중 녹아내렸고 방사능이 유출됐다. 한편, TEPCO는 텔레스코가 13년 전 붕괴 당시 대량의 용융 연료가 떨어진 원자로 2호기 코어 아래에서 3g 미만 무게의 샘플 조각을 가지고 돌아왔다고 확인했다. 발전소장 아키라 오노는 텔레스코가 용융 연료 해체 전략을 계획하고, 사고가 어떻게 발생했는지 소급해 이해하는 데 도움이 되는 핵심 데이터를 제공할 수 있을 것이라고 말했다. 정부와 TEPCO는 오염 정화에 30~40년이 걸릴 것이라는 목표를 설정했지만, 전문가들은 이것이 지나치게 낙관적인 것이며 재평가가 필요하다고 지적했다.
-
- IT/바이오
-
로봇, 후쿠시마 원전 사고 현장서 방사선 샘플 첫 회수
검색 결과가 없습니다.