일본을 먹여살릴 꿈의 10대기술?

일본을 먹여살릴 꿈의 10대기술?

핵융합’으로 인공태양     태양의 엄청난 에너지는 핵융합에서 나온다. 따라서 핵융합 연구는 ‘인공 태양’을 만들자는 것이다. 핵융합의 원료는 중수소와 3중수소다. 중수소는 바닷물에서, 3중수소는 리튬에서 나온다. 연료를 섭씨 1억도 이상으로 끌어올려 나온 수증기로 전력을 생산한다. 이 기술을 실용화하는 실험장치가 ITER이다. 이 기술이 개발되면 무공해 에너지를 무한정 생산할 수 있다. 한·미·일·EU·러시아·중국이 공동출자해 하나의 실험로를 만들 예정인데, 실험로 설치장소를 두고 일본과 EU가 유치경쟁을 벌이고 있다. 일본은 2015년까지 실험로를 건설한다는 목표다. 日전역 커버 GPS 일본은 지구위치확인시스템(GPS)을 이용한 위치확인 서비스가 광범위하게 활용되고 있다. 어린이 책가방에 발신기를 넣어두면 유괴가 돼도 인터넷으로 위치확인이 가능한 시스템이다. 금고에 위치추적장치를 붙여 절도범을 검거한 적도 있다. 자동차 내비게이션도 세계 최고 수준이다. 일본은 2010년까지 일본 전역을 100% 커버하는 고품질 고정밀도의 통신·위치측정 기술을 개발한다.

▲ 일본이 물 분자 변화까지 추적할 수 있는 차세대 방사광을 얻기 위해 건설한 ?스프링 83. /마이니치신문 제공

150만km밖 우주정거장 2015년까지 일본은 인공위성 발사는 물론, 별과 별 사이의 수송을 가능케 하는 우주수송 시스템을 만들 계획이다. 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 우주(지구와 달의 거리는 약 38만㎞)에 우주정거장을 건설할 장기 계획도 갖고 있다. 일본은 근래 로켓 발사에 몇 차례 실패했다. 일본은 우주정거장 계획이 미국의 달 기지 계획보다 행성 탐사에 훨씬 유리하다고 보고 있다. 물의 근원 밝힌다 방사광은 물의 근원을 밝혀낼 수 있는 기술이다. 수소와 산소가 결합해 물이 만들어지는 과정까지 포착할 수 있는 빛이다. 광속에 가깝게 직진하는 전자빔이 휘어질 때 발생하는 아주 밝은 빛으로, 원자 단위의 물질구조를 밝힐 수 있다. 육각수 물의 구조를 분석할 수 있고 신소재 개발과 바이오 과학 분야에서 세포가 움직이는 모습도 관찰할 수 있는 기술이다. 일본은 현재 ‘스프링 8’이란 방사광 시설을 갖고 있다. 길이만 1400ｍ인 초대형 시설로 연간 1400여 건의 연구가 이뤄진다. 일본이 2010년까지 확보할 시설은 이보다 성능이 10배 향상된 것이다.

0.05나노미터 본다 전자현미경은 작은 면적에 얼마나 많은 정보를 집어넣느냐 하는 초미세 기술, 즉 ‘나노 테크놀로지’의 관문이다. 아직은 상상 속 이야기지만, 알약 속에 분자 크기만한 로봇을 넣어 암세포를 공격해 치료하는 의술도 전자현미경이 없으면 불가능하다. 도쿄대와 니혼전자가 개발한 전자현미경은 무게가 280ｔ이나 된다. 일본은 2009년까지 0.05나노(10억분의 1)미터를 3차원 해석할 수 있는 세계 최고 정밀도의 전자현미경을 개발할 계획이다.

초당1000兆回 연산 수퍼컴 수퍼컴퓨터는 최첨단 과학은 물론, 대기와 바닷물의 순환을 예측하고 지구 내부구조를 해석하는 데 쓰인다. 일본은 지난 2002년 완공된 수퍼컴퓨터 ‘지구 시뮬레이터’를 해양연구개발기구가 보유하고 있다. 1초에 35조8600억회의 연산(약 36테라플롭스)이 가능하다. 당시 뉴욕타임스는 “우주개발 경쟁에서 소련에 뒤진 이래 최고의 충격”이라고 표현했다. 그러나 작년 미국에서 70, 51테라플롭스급 컴퓨터가 나와 세계 1·2위를 차지하면서 일본 수퍼컴은 구형이 돼버렸다. 이에 일본은 2010년까지 무려 1000테라플롭스, 즉 ‘페타플롭스’급 수퍼컴을 내놓을 계획이다. 초당 1000조회의 연산이 가능한 컴퓨터다.

▲ 일본이 심해자원 탐사와 해저지진 연구를 위해 개발 예정인 심해 탐사선의 상상도.

우라늄이용률 140배로 고속증식로는 핵 연료 재활용 기술이다. 우라늄의 이용률을 140배까지 늘릴 수 있다. 원자력 발전소에서 쓰고 남은 우라늄에서 다시 플루토늄과 우라늄을 추출해낸다. 고속증식로는 타지 않는 특수한 우라늄도 핵 연료로 바꿔, 투입한 연료보다도 많은 연료를 만들 수 있는 최첨단 기술이다. 안전성과 비용 문제로 구미에서는 개발이 중단된 상태다. 일본은 2015년까지 안전한 고속증식로 사이클 기술을 개발한다는 목표를 내걸었다. 인체·사물 투시파 개발 위 내시경 없이 암 진단을 하는 것은 물론, 국소암과 암이 되기 전 단계의 세포도 찾아내는 것이 이 기술의 목표다. 물론 우편물 개봉 없이 마약과 폭발물을 찾아내고 봉투 속의 하얀 가루가 아스피린인지 마약인지까지 구분하는 기술이다. 빛과 전파의 경계에 존재하는 테라헤르츠파는 옷이나 책을 투시하는 것도 가능하다. 현재 무선랜(초당 약 10Mbps)보다 1000배 빠른 초당 10Gbps의 초고속 무선인터넷도 테라헤르츠파로 가능하다. 일본에서는 시제품을 개발 중이고, 이 기술은 우리나라도 세계적 수준에 이르고 있다. 1만미터 해저 로봇탐사 일본은 지구에서 가장 깊은 바다인 태평양 마리아나 해구(깊이 1만1034ｍ)에서 사상 최초의 로봇 탐사를 계획하고 있다. 일본은 이미 1만1000ｍ 심해까지 탐사가 가능한 무인 해저탐사선 ‘가이코’로 이곳 탐사를 벌여왔으나 2년 전 케이블이 끊어지면서 유실됐다. 일본은 가이코의 명성을 잇는 심해 탐사로봇 기술을 2010년까지 개발할 계획이다.

위성으로 해일 감시 작년 말 남아시아 해일 참사는 지진 예측이 불가능한 상황에서 해일 예측마저 늦어 피해가 커졌다. 일본은 지진·해일 등 재해정보를 수집하고 전파하는 시스템이 탁월하다. 일본은 이런 시스템을 위성에 연결, 전 지구 규모로 자연재해를 통합 관측·감시하는 시스템을 2015년까지 개발한다. ▶1 내시경 없이도 病진단 의료기구 개발 ▶2 癌변이 세포 미리 찾아… 바닷물을 연료로…

▲ 일본이 개발할 예정인 지구 규모의 재해 감시 시스템에서는 기상위성이 핵심역할을 맡게 된다.