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파킨슨병 정복·가상 핵융합발전로 구현…과학난제 해결 ‘드림팀’ 뜬다

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- 과기정통부 3개 융합연구단 선정, 5년간 각각 90억원 투입

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우리나라를 포함한 7개국이 공동참해 프랑스 카다라쉬에 건설중인 국제핵융합실험로(ITER).[한국핵융합에너지연구원 제공]

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 핵융합발전 시대를 열어줄 가상 핵융합로를 구현하고 우주 암흑에너지의 근원을 찾는 과학난제 해결을 위한 국가대표팀이 출범했다.

과학기술정보통신부는 과학난제도전 융합연구개발사업의 2021년도 신규 과제를 선정, 3개의 선도형 융합연구단인 ▷ST핵융합메타웨어 연구단 ▷중력파우주 연구단 ▷표적신경회로재생 연구단이 공식 출범한다고 22일 밝혔다.

과학난제사업은 그동안 해결하지 못한 과학난제에 대해 기초과학과 공학의 융합연구를 통한 혁신적인 방법으로 접근하는 도전적인 연구개발을 지원하는 사업으로 세계 최고·최초·유일의 성과 창출을 목표로 한다.

ST핵융합메타웨어 연구단은 핵융합 플라즈마 난제를 해결해 2050탄소중립을 위한 인공태양 발전소 구축을 현실화하고자 한다.

현재 핵융합연구는 1988년 설계를 시작으로 2025년 완공을 목표로 하는 국제핵융합실험로 ITER를 중심으로 장치 성능 향상 등을 진행하고 있다.

이번 연구에서는 장치의 대형화로 인한 개발비용과 물리적 한계를 극복하는 것을 목표로 한다. 차세대 디지털트윈 구현 및 검증(1단계), 고성능 컴퓨팅 기반 가상 핵융합로 구축(2단계)을 통해 단기간·저비용으로 소형 ST 핵융합 발전로 구축 기반을 확보한다.

이를 통해 기존 답보상태에 있거나 병목현상이 야기된 핵융합분야에서 혁신을 이끌 수 있는 과학기술적인 성과를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.

중력파우주 연구단은 다중신호 천문학과 인공지능을 활용하여 허블상수를 정밀하게 측정하고 암흑에너지의 성질을 규명하고자 한다.

허블상수는 은하의 속도와 거리 사이의 관계를 나타내는 비례상수로, 암흑에너지와 밀접한 상관관계가 있다. 암흑에너지는 우주의 가속팽창을 설명하는 핵심 개념이며, 아직 정체가 밝혀지지 않은 난제의 영역이다.

이번 연구에서는 7차원적 망원경을 개발해 중성자별과 블랙홀 충돌에서 발생하는 중력파와 다양한 파장의 전자기파를 관측하고 통계분석한다.

관측데이터를 통해 허블 상수의 정밀도를 높이고, 주요 매개 변수 측정을 통해 암흑에너지 성질 규명에 한 발자국 더 나아가고자 한다.

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우주의 진화를 보여주는 도식도(왼쪽)와 다중망원경 시스템(오른쪽).[과기정통부 제공]

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천문·우주 분야의 경우 선진국과의 격차가 작고 본질적으로 국제 융합 연구가 요구되는 분야인데, 연구단의 국제적 네트워크를 활용하여 우주론 연구의 돌파구를 마련할 것으로 기대된다.

표적신경회로재생 연구단은 도파민 신경망 재건 플랫폼을 구축해 신경세포의 소실로 인한 난치성 신경 질환 극복을 목표로 한다.

신경장애는 대체 또는 재생을 위한 다양한 치료법 개발이 시도되고 있음에도 불구하고 손상된 신경 및 신경망의 완전한 회복은 여전히 난제로 남아있다.

이를 해결하기 위해 뇌 신경망 형성을 위한 줄기세포 등에 자성을 부여하고 제어가 가능한 멀티봇을 개발하여, 실제 신경 조직과 동일한 수준의 도파민 신경회로망 재건(1단계), 전임상시험을 통한 안전성·유효성 검증(2단계)을 하고자 한다.

신경망 재건 기술을 통해 파킨슨 운동장애 등의 뇌질환 치료의 새로운 패러다임을 주도할 수 있을 것으로 보이며, 생명과학 및 의료서비스 분야의 성장을 위한 핵심 원천기술이 될 수 있을 것으로 기대된다.

선정된 연구단에는 5년 동안 각각 총 90억원을 지원하고, 연구단별 전문위원회 운영을 통해 맞춤 멘토링 실시, 연구내용 점검 및 새로운 아이디어 제안을 위한 공개형 토론회 개최 등 기존에 시도하지 않은 난제도전형 연구수행 방식을 도입한다.

이창윤 과기정통부 기초원천연구정책관은 “최근 혁신적인 연구성과는 실패를 두려워하지 않는 과감하고 도전적인 연구에서 창출되고 있다”며 “과학난제사업을 통해 어렵기 때문에 도전할 가치가 있는 과제를 발굴·지원함으로써, 난제 해결을 위한 융·복합 연구가 자연스레 촉발될 수 있는 기반이 조성되었으면 한다”고 밝혔다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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