에너지
금도 만드는 핵융합 반응기? 마라톤 퓨전이 그렇게 생각한다
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마라톤 퓨전은 2025년 미래의 중수소·삼중수소 핵융합로에서 나오는 고속 중성자로 수은-198을 금-197로 바꾸는 방법을 제안했다. 이 내용은 원자로를 둘러싼 블랭킷의 컴퓨터 시뮬레이션에 근거한다. 금이나 전기를 상업적으로 생산하는 설비에서 입증된 결과는 아니므로 생산량과 경제적 효과는 아직 불확실하다.
연금술에서 원자핵 반응까지
연금술은 다른 금속을 금으로 바꾸려 했지만 화학 반응만으로는 원소의 원자핵을 바꿀 수 없다. 핵반응은 이를 가능하게 한다. 유럽입자물리연구소(CERN)는 2025년 LHC에서 납 이온이 아주 잠깐 금 원자핵으로 변한 현상을 보고했다. ALICE 실험 지점의 최대 발생률은 초당 약 8만 9,000개였지만 총 질량은 극히 작고 원자핵도 곧 분해됐다. 판매할 금을 회수하는 방법은 아니었다.
출처: Goodreads
마라톤 퓨전이 제안한 반응
애덤 럿코프스키, 제이크 하터, 제이슨 파리시는 다른 핵반응 경로를 제시했다. 미래의 토카막에서 중수소와 삼중수소가 융합하면 에너지가 높은 중성자가 나온다. 원자로 블랭킷의 특수 층에서 중성자가 수은-198에 부딪히면 불안정한 수은-197이 만들어지고, 이것이 며칠에 걸쳐 안정한 금-197로 붕괴한다.
출처: ITER
블랭킷은 리튬에서 다음 연료인 삼중수소를 생산하는 역할도 해야 한다. 연구진은 그래서 동위원소를 농축한 수은을 중성자 증식층에 쓰고 경우에 따라 리튬도 함께 쓰는 방안을 계산했다. 리튬을 전부 수은으로 단순 교체한다는 뜻은 아니다. 동위원소 분리, 재료의 내구성, 독성 수은의 안전한 취급은 해결해야 할 과제다.
시뮬레이션의 생산량
연구 보고서는 열출력 1,500MW의 원자로 등을 모델링했다. 일부 설계에서는 열출력 1GW당 연간 2톤이 넘는 안정한 금을 생산하면서 계산상 삼중수소 생산 조건도 충족할 수 있었다. 열출력 1GW는 전력망에 공급되는 전기 1GW와 다르다. 전기출력 1GW당 약 5톤이라는 수치는 발전 효율과 끊임없는 가동을 추가로 가정해야 한다.
이 계산은 가능한 반응 경로를 보여 주지만 실제 블랭킷의 제작, 안전한 금 분리, 수익성은 입증하지 않는다. 매출이 두 배가 될 수 있다는 논의도 금 가격, 건설비, 가동률에 따라 달라지는 경제 시나리오다. 이 과정을 상업적으로 운영하는 핵융합 발전소는 아직 없다.
방사능과 냉각 기간
안정한 금-197 외에도 다른 방사성 동위원소가 생성될 수 있다. 연구진은 기준에 따라 서로 다른 대기 기간을 계산했다. 미국의 한 저준위 방사성 폐기물 기준에는 약 6.8년, 특정 방사성 표지 기준에는 약 13.7년, 바나나의 방사능과 비교한 매우 보수적인 수준에는 약 17.7년이 필요하다는 계산이다. 따라서 ‘무조건 18년 이상 보관’은 보편적 규칙이 아니다. 실제 제품의 취급과 판매에는 측정 및 규제기관의 판단이 필요하다.
가능성과 남은 문제
미래 원자로에서 방법이 실현된다면 금은 가치 있는 부산물이 될 수 있다. 논문은 팔라듐 등 다른 금속의 제조 가능성도 논의하지만 이를 생산 시설에서 실증한 것은 아니다. 이 연구가 원자력 배터리의 원가를 낮추거나 5년 안에 상업 운영이 가능하다는 주장도 뒷받침하지 않는다.
논문의 저자는 럿코프스키, 하터, 파리시다. 에릭 슈밋은 공저자로 올라 있지 않고 SpaceX 주식 표기도 연구와 관계가 없다. 수은의 독성, 농축, 방사성 물질의 관리, 인허가, 핵융합로의 비용을 사업성 분석에 포함해야 한다.
카메코는 다른 원자력 분야 기업
카메코 (CCJ )는 우라늄을 채굴하고 핵연료 서비스를 제공한다. 주로 핵분열 발전과 관련된 사업으로, 마라톤의 핵융합 연구에 참여했다는 근거는 없다. 카메코 2024년 연차보고서의 회사 지분 기준 우라늄 생산량은 2,340만 파운드였다. 이는 역사적 실적이다.
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결론
시뮬레이션은 수은에서 금을 만드는 반응이 일부 블랭킷 조건과 양립할 가능성을 제시했다. 안전하고 수익성 있는 대량생산이 가능하다는 증거는 아직 없다. 실험과 독립적인 기술·경제 검토가 다음 단계다.
연구 및 출처
A. Rutkowski, J. Harter, J. Parisi, “Scalable Chrysopoeia via (n, 2n) Reactions Driven by Deuterium-Tritium Fusion Neutrons”, 2025; CERN, 2025년 5월 8일.
