전공안내

인간이 태양을 만들 수 있을까?
유전자 조작부터 개체 복제까지.
이미 인간은 첨단 기술을 통해 대중이 상상해낼 수 없었던 발자취를 남겼다.
이제 더 이상 픽션을 픽션이라고 부를 수 없는 세상이다.
인공 태양을 만드는 일도 허무맹랑한 소리가 아니다.
이미 중국과학원 플라스마 물리연구실에서는 1억℃의 초고온 플라스마 상태를 만들어냈다고 한다.
상상을 현실로 만드는 꿈의 에너지 원자력
더 나은 미래를 위해 열띤 탐구가 이루어지는 원자핵공학과에서
원자핵공학이 무엇인지 탐구해보자.

원자핵공학은 어떤 학문인가요?

원자핵공학은 핵반응으로 발생하는 에너지와 방사선을 평화적으로 이용하는 학문 분야를 말합니다. 우라늄이나 플루토늄과 같이 무거운 원소가 깨질 때 나오는 에너지를 이용하여 전기를 만드는 원자력 발전은 화력 발전과 함께 현재 우리가 사용하는 전기 에너지의 대부분을 담당하고 있으며, 수소와 같은 가벼운 원소가 합쳐지면서 나오는 핵융합 에너지는 밤하늘의 별들이 내는 에너지로 우리의 미래 에너지 문제를 해결해 줄 깨끗하고 안전한 미래 에너지원이죠. 에너지와 함께 핵반응에서 나오는 방사선과 핵융합 연구의 파생 분야인 플라스마는 비파괴 검사, 반도체, 디스플레이 등의 첨단 산업 분야는 물론 암과 같은 질병의 진단 및 치료 등 다양한 의료 분야에서 이용되어 산업발전과 국민 건강 증진에 크게 이바지하고 있습니다.

원자핵공학이 중요한 이유는 무엇인가요?

에너지의 95%를 수입에 의존하고 있는 우리나라에서 자원이 아닌 기술에 바탕을 둔 준 국산 에너지인 원자력 발전은 철강, 자동차 등 에너지 다소비 구조의 현재의 산업 체제에서는 물론이고 전기 자동차의 보급 및 확대와 전력 소비가 더욱 중요해지는 4차 산업 시대에 우리나라의 지속가능한 발전에 없어서는 안 되는 매우 중요한 에너지원입니다. 또한, 미세먼지와 이산화탄소 배출이 거의 없어 기후 변화에 대응할 수 있는 에너지원인 원자력 발전소를 안전하게 공급하고 운영할 수 있게 하는 원자핵공학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않죠. 후쿠시마 사태 이후 원자력 발전의 안전성에 대한 우려는 안전성이 강화된 차세대 원전의 개발, 더 나아가 태생적으로 안전한 핵융합로의 개발로 해결할 수 있을 것으로 기대하는데 이 역시 원자핵공학이 이루어야 할 목표입니다.

서울대학교 원자핵공학과는 학부에서 어떤 내용을 배우게 되나요?

우리 학과의 학부 1, 2학년에서는 수학, 물리학 등 원자핵공학 공부의 기반이 되는 분야를 공부하고 핵공학의 미래와 원자핵공학 개론을 통해 다양한 원자핵공학의 전공 분야에 대해 배웁니다. 3, 4학년에서 원자력 발전과 관련된 원자력 시스템 분야, 미래 에너지인 핵융합과 반도체 디스플레이와 같은 다양한 산업 응용이 가능한 플라스마 공정과 관련한 핵융합 플라스마 분야, 암과 같은 중대 질병의 진단과 치료로 대표되는 방사선의 의학 응용을 포함하는 방사선 분야에 대한 내용을 공부합니다.

원자핵공학은 주로 무엇을 연구하나요?

우선 현재의 주력 에너지원인 원자력 발전이 지진, 쓰나미와 같은 천재지변 등을 포함하여 어떠한 상황에서도 안전하게 운전할 수 있도록 하는 안전 연구와 원전에서 나오는 ‘사용후핵연료’의 붕괴 시간을 단축시켜 저장 기간을 획기적으로 당길 수 있는 차세대 원전의 개발 등을 연구하는 원자력 시스템에 관한 분야가 있습니다. 또한, 청정하고 안전하면서도 바닷물에서 쉽게 연료를 얻을 수 있는 핵융합로의 실현을 위해 고성능 플라스마 물리 연구와 함께 초전도 자석, 고온 저방사화 재료 및 블랭킷 기술 등 핵융합로공학 연구와 함께 반도체, 디스플레이 공정의 핵심이면서 신소재 개발과 같은 첨단 연구로 확대되고 있는 플라스마 공학연구가 핵융합 플라스마 분야의 주요한 연구 분야입니다. 마지막으로 방사선의 의학 및 산업 응용을 더욱 활발하게 할 수 있는 방사선 발생장치 및 계측 기술 연구가 진행되고 있으며, 방사선이 미치는 인체 영향에 관한 연구는 방사선에 대한 안전한 이용을 가능하게 하고 방사선을 효과적으로 이용할 수 있게 할 것입니다.

어떤 실험을 하는지, 실험을 위한 충분한 장비가 서울대학교에 갖추어져 있는지 궁금합니다.

원자력 발전소와 같은 거대한 시스템에 관한 연구는 사실상 학교에 구축하기 어렵기 때문에 이와 같은 대형 연구 시설을 대체하여 컴퓨터를 이용한 전산모사를 많이 이용합니다. 그래서 원자핵공학과가 공과대학에서 컴퓨터를 이용한 수치해석을 가장 많이 사용하는 학과 중의 하나로 알려져 있죠. 전산모사에 필요한 데이터를 확보하고 새로운 아이디어를 구현하기 위한 다양한 실험 장치도 구축되어 있어서 이를 교육과 연구에 활용되고 있습니다. 특히 고성능 핵융합로 구현을 위한 기초연구와 교육을 위하여 VEST(Versatile Experiment Spherical Torus)라는 핵융합 연구 장치를 직접 설계, 제작, 운전하면서 최첨단의 핵융합 연구를 수행하고 있습니다.

학문 분야의 특성 상 컴퓨터를 활용하여 수치해석 작업이 활발하다

원자핵공학의 졸업 후 진로는 어떠한가요?

졸업생의 진로는 학부만 마친 학생들의 경우 ㈜한국수력원자력, ㈜한국전력기술, ㈜원전연료와 같은 원자력 관련 공기업들과 원자력안전위원회, 국가정보원과 등의 국가 기관으로 취업하고 있으며, 대학원에서 석․박사 과정을 마친 후에는 한국원자력연구원, 원자력안전기술원, 국가핵융합연구소, 국방과학연구소와 같은 정부출연 연구기관은 물론 국․내외 대학으로 진출하고 있습니다. 플라스마 전공자의 경우 반도체 디스플레이 분야를 중심으로 S전자와 같은 기업으로도 많이 진출합니다.

원자핵공학을 공부하려면 무엇이 필요한가요?

원자핵공학과의 전공 공부를 위해서는 수학과 물리학 분야 소양이 매우 중요합니다. 고등학교 교육과정에서 수학과 물리학 과목 공부를 충실히 한다면 대학에서 배우는 과목의 기본기를 잘 다질 수 있습니다. 공학은 수학이 기본적인 도구입니다. 인문․사회학 분야에서 자신의 이야기를 논리적으로 전개하는 것이 중요하듯, 공학에서 무언가를 논리적으로 전개하기 위해서는 수식을 잘 다루어야 합니다. 수학에서 기본기를 잘 쌓으면 대학에서 공부할 때 자연현상이 어떻게 작용하고 있는지 수학적으로 잘 설명하고 이해할 수 있을 것입니다. 물리학도 마찬가지입니다. 수학과 물리학 공부를 충실히 한 학생이라면 대학에서 전공 분야 공부를 할 때 다루게 되는 학문적 대상의 폭을 쉽게 넓힐 수 있습니다. 그 때문에 수학하고 물리학이 매우 중요하다고 말씀드리는 것입니다. 대학에 오면 1학년 때는 미적분학을 배우고, 2학년 때는 공대의 경우엔 공학 수학 그 다음에 벡터와 미분방정식 등을 배우게 됩니다. 이런 과목의 내용이 원자핵공학의 기본이 된다고 할 수 있습니다.

원자핵공학이 지닌 매력이 있다면 무엇일까요?

원자핵공학은 원자력 발전소, 가속기와 같이 규모면에서 매우 크고 종합적인 시스템을 다룹니다. 그렇게 크고 복잡한 장치를 만들고 이를 운영한다는 점이 매우 흥미로울 수 있을 것입니다. 또한, 쉽게 일어나지 않는 핵반응을 여러 첨단 연구에 활용해볼 수 있다는 점도 많은 흥미를 불러일으키는 부분입니다. 물론 저희가 핵융합뿐만 아니라 원자력 발전, 방사선, 플라스마 등 다양한 영역을 제시하고 있으므로 전공 분야는 세분화하여 공부하게 되고 각 전공별로 다루는 내용도 각자의 매력이 있습니다.

VEST(Versatile Experiment Spherical Torus)라는 핵융합 연구 장치를 직접 만들어 사용한다

원자핵공학과에서 공부하는 학생들의 관심사는?

예전에는 핵융합에 관심을 보이는 친구들이 많았습니다. 한때 인공 태양 에너지가 매스컴에 보도된 적이 있어서 이 분야에 뛰어들어 보겠다는 목표를 지닌 학생들입니다. 대체로 도전적인 것을 좋아하고 본인이 한번 문제를 해결해보고 싶다는 의지를 지닌 학생이 핵융합 분야로 많이 오는 것 같습니다. 최근에는 UAE에 원자력 발전소를 수출하는 등 국내 원자력 발전의 해외 수출이 이슈가 되자 원자력 에너지 자체에 관심을 가지고 있는 친구들도 많이 보입니다.

에너지 정책 이슈와 맞물려 원자핵공학과 진학을 망설이는 학생이 있습니다.

에너지 자급률이 5%에 머무는 우리나라의 에너지 수급 현실을 고려할 때, 대도시 아파트 단지가 중심인 수도권과 철강 자동차와 같은 에너지 다소비 산업이 모여 있는 동남권 지역은 태양광과 풍력을 중심으로 한 재생에너지의 확대 생산으로 종전의 에너지 소비구조를 대체하는 것이 현실적으로 만만한 일이 아닙니다. 탈원전이 대두된 사회적 맥락은 공감할 수는 있으나 문제는 현실적으로 에너지원을 충분히 확보할 수 있는 대안을 마련하는 일이 현재 우리가 지닌 여건을 고려한다면 분명 쉽지 않다는 데 있습니다. 더군다나 석탄, 석유, 가스 등 화석연료 에너지로 인한 미세먼지 문제와 기후 변화 때문에 발생하는 환경문제는 탈석탄 에너지 정책을 요구하고 있으나 이 역시도 쉽게 개선되지 못하고 있는 상황입니다. 즉 사회적 차원에서 에너지 문제는 고려해야 할 요소가 매우 많고 짧은 기간 안에 급격히 변화가 일어나는 분야가 아닙니다. 그러므로 최근 정책 이슈와 관련하여 원자핵공학과 진학을 고민하는 학생이 있다면 걱정할 필요가 없다는 말씀을 드립니다. 우리가 수출한 UAE 원전은 물론 석유와 태양광이 풍부한 사우디아라비아 등에서도 원전 건설이 추진 중이어서 대외적 여건이 나쁘지 않고 사용후핵연료 처리 및 처분 연구, 핵융합 연구와 같은 미래 원자력 기술에 관한 연구 분야는 현재의 기술적 한계를 다시 기술로 극복할 수 있는 대안을 만들 수 있으므로 원자핵공학의 미래 전망을 밝히고 있습니다.

그리고 작은 바람이 있다면 우리나라, 더 나아가 인류의 미래를 위해 꼭 필요한 깨끗하고 안전한 에너지 확보라는 큰 문제를 해결하겠다는 꿈을 가진 학생들이 원자핵공학과에 진학하면 좋겠다는 말씀을 드립니다. 거의 모든 공학 분야는 세월이 가면서 부침을 반복하는 싸이클을 지니고 있습니다. 당장의 사회적 이슈에 부화뇌동하지 않고 10년 혹은 20년 뒤 자신에게 주어진 역할과 책임을 다하며 사회의 중심에서 공동체에 기여할 수 있는 사람이 되었으면 좋겠습니다. 자신의 꿈을 위해 하루하루 묵묵히 전진하는 뚝심 있는 학생들이 이곳에서 공부하기를 희망합니다.

에너지 문제는 비단 우리나라만이 아니라 인류적 차원에서 해결해야 할 전 지구적 과제입니다. 인류의 지속가능한 발전을 위해서 에너지 문제는 모두가 중요하게 다루고 있는 영역입니다. 그럼에도 인류는 친환경적이며 기후 변화에 적응할 수 있으면서도 지속해서 사용할 수 있는 에너지원을 아직 찾지 못하고 있는 현실입니다. 저는 그 해결책이 원자핵반응에 있다고 봅니다. 원자력과 핵융합을 통해 인류의 에너지 문제를 해결하겠다는 꿈을 가진 학생들이 그 요람인 원자핵공학과에서 공부하기를 적극적으로 추천합니다. 아울러 에너지 분야와 더불어 방사선과 플라스마 등을 이용한 다양한 산업 및 의학 응용 분야도 존재하므로 핵반응의 평화적 이용을 통한 다양한 진로에 동참할 것을 강력히 추천합니다.

기술의 한계는 기술로 극복할 수 있습니다. 인류의 미래를 위해 도전하세요!