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서울공대 이야기

핵융합 및 플라스마 공학

2010.12.01 06:56

lee496 조회 수:5416

핵융합 및 플라스마 공학
| 글 | 신동호ㆍclavis21@snu.ac.kr |
고대 신화에서 프로메테우스가 인간에게 불을 가져다줬다면, 21세기에는 공학자들이 인류에게 제2의 불을 선물하려 한다. 핵융합 및 플라스마 공학은 에너지원 고갈과 환경오염으로 인해 절실해진 대체 에너지원을 연구하는 분야다.
1. ?핵융합 및 플라스마 공학은 무엇인가요?

합은 원자에서 전자를 떼어낸 두 원자핵을 충돌시켜 새로운 원자를 만드는 반응이다. 핵융합 반응은 높은 에너지를 갖고 전자와 원자핵이 분리된 플라스마 상태에서 일어난다. 두 원자가 가까워지며 생기는 반발력을 극복하고 두 원자핵이 충돌해야 하기 때문이다. 따라서 핵융합 반응을 성공시키기 위해서는 플라스마 상태 원자핵의 거동을 이해하고 제어하는 것이 필수적이다. 핵융합 및 플라스마 공학은 핵융합시 발생하는 플라스마 상태에서 입자들의 거동을 이해하고 예측하며, 플라스마를 제어하는 방법을 연구하는 학문이다.



2. 어디에 사용되나요?

핵융합 및 플라스마 공학은 핵융합 연구에 이용된다. 핵융합 발전은 아직 상용화되지는 않았지만 2040년 상용화를 목표로 활발히 연구되고 있다. 우리나라는 국가핵융합연구소에서 건설한 연구용 핵융합로 KSTAR를 통해 중수소 핵융합 반응에 성공해 세계적인 주목을 받았다. 또한 국제열핵융합실험로(ITER) 프로젝트를 통해 국제적으로도 활발한 연구를 펼치고 있다.



플라스마는 핵융합뿐만 아니라 다양한 산업에도 이용된다. 전기장과 자기장으로 미세하게 제어될 수 있는 플라스마의 특성을 반도체 가공에 이용하고, LCD회로와 PDP패널 공정에도 쓴다. 또 플라스마의 높은 에너지 특성을 이용해 물질의 표면을 가공하거나 폐기물을 처리하는 데도 이용한다.



3.
어디에 있어요?

서울대 원자핵공학과는 핵융합과 플라스마 공학을 연계한 커리큘럼을 갖고 있다. 물리학과에서도 핵융합 및 플라스마 공학을 다루는데, 카이스트, 포항공대, 부산대가 대표적이다. 해외에는 미국 프린스턴대, 매사추세츠공대(MIT), 위스콘신매디슨대가 유명하다.



4.무엇을 배우나요?

학부에서는 기초 과정으로 물리학, 화학, 미적분학을 배운다. 이를 기반으로 전자기학과 핵융합 기초, 플라스마 산업공정, 양자역학을 통해 플라스마 물리현상의 원리를 이해하고, 관련 장치의 개발 및 운용에 관한 폭넓은 지식을 갖춘다. 대학원에 가면 핵융합 및 플라스마 이론에 대한 심층적 교육을 받는다. 이를 바탕으로 플라스마원에 대한 장치 개발과 핵융합과 플라스마 실험을 직접 수행하고 플라스마의 거동을 해석하는 방법을 배운다.




5. 어떤 학생을 원하나요?

물리학에 대한 이해가 필수적이다. 또한 플라스마의 거동은 전적으로 전자기학 이론을 따르기 때문에 수식의 전개와 해석에 능숙한 학생이 유리하다. 핵융합 및 플라스마 공학은 많은 분야에 쓰이므로 다양한 사람과 접촉하고 팀을 이뤄 연구하는 경우가 많다. 따라서 다른 사람과 소통하고 협동할 수 있는 성격이어야 한다.



6. 졸업 후 대학원에 가고 싶은데요?

대학원에서는 학부과정에서 배운 기초를 바탕으로 심층적인 실험을 수행한다. 따라서 학부과정에서 기초를 탄탄히 해야 한다. 물리학, 고전역학, 전자기학과 같은 과목을 필수로 들어야 한다. 선형대수학, 미적분학, 공업수학과 같은 수학 관련 과목을 많이 들어놓으면 도움이 된다. 대학원에서는 직접 변인을 설정해 실험을 설계하고 수행한다.



7. 취업을 선택하면요?

핵융합 및 플라스마 공학을 전공하면 다양한 연구 분야에서 일할 수 있다. 단, 석사 이상의 학위는 필수적이다. 연구소는 국가핵융합연구소, 원자력연구원 등이 있으며, 이곳에서 일하다 보면 ITER에 파견근무를 가기도 한다. 플라스마 응용 분야로 나가면 디스플레이 회사나 반도체 회사에서 플라스마를 이용한 반공정 설비에 관한 일을 할 수 있다.













취재 한마디



서울대 원자핵공학과 3학년에 재학 중이다. 핵융합 플라스마는 영구적인 미래의 에너지원을 찾는 매력적인 학문이다.


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