국내 연구진이 '인공태양'으로 불리는 핵융합 장치의 핵심 운전 기술을 확보했다.
국가핵융합연구소는 국내 초전도핵융합장치 'KSTAR'가 세계 핵융합 장치 중 최초로 국제핵융합실험로(ITER) 기준 운전 조건에서 플라즈마 경계영역 불안정 현상(ELM)의 장시간 제어에 성공했다고 12일 밝혔다.
한국을 비롯한 미국, 유럽(EU), 일본, 중국, 러시아, 인도 등 7개국은 핵융합 에너지의 상용화 연구를 위해 공동으로 프랑스 카다라쉬 지역에 초대형 핵융합 장치 ITER를 건설하고 있다. ITER 완공 후 본격적인 핵융합 연구에 들어가기 위해선 초기 운전단계에서 플라즈마 모양과 성능, 유지시간, 경계면 불안정성(ELM) 제거 등의 4가지 조건 등을 충족해야 한다. 현재 세계 주요 핵융합 장치에서 ITER의 성공적인 초기 운전 달성을 위해 최적의 조건을 찾는 연구가 이뤄지고 있지만, 아직 4가지 조건 중 ELM 제어와 장시간 운전 조건을 다른 2가지 조건과 동시에 충족하지 못하고 있었다.
ELM은 핵융합로 안에서 태양처럼 핵융합 반응을 일으키는 초고온 플라즈마와 바깥쪽의 큰 압력 및 온도차로 인해 발생하는 불안정 현상을 말한다. ELM은 플라즈마 가장자리를 갑자기 풍선처럼 터지게 만들어 핵융합로 내부를 손상시키고 플라즈마를 안정적으로 지속하는 데 방해가 돼 핵융합 상용화에 가장 핵심 난제로 꼽히고 있다. 특히 ITER와 같은 대형 핵융합로에서는 장치의 손상을 막기 위해 반드시 해결해야 하는 과제다.
KSTAR는 올해 플라즈마 실험에서 ITER에서 요구하는 플라즈마 형상과 성능 조건에서 34초 간 ELM을 완벽하게 제어하는 데 성공해 세계 핵융합 장치 중 최초로 ITER 운전 조건 4가지를 모두 충족하는 핵융합로 운전 기술을 확보했다.
김기만 핵융합연 소장은 "KSTAR는 핵융합로 운전 기술 개발에 필요한 높은 플라즈마 성능과 긴 유지시간을 동시에 달성하는 실험이 가능한 유일한 장치"라며 "장치 성능 향상 작업과 함께 우수 연구자 확보로 역량을 더하게 되면 미래 핵융합로 운전에 필요한 핵심 기술 확보에 가장 앞장설 수 있게 될 것"이라고 말했다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
국가핵융합연구소는 국내 초전도핵융합장치 'KSTAR'가 세계 핵융합 장치 중 최초로 국제핵융합실험로(ITER) 기준 운전 조건에서 플라즈마 경계영역 불안정 현상(ELM)의 장시간 제어에 성공했다고 12일 밝혔다.
한국을 비롯한 미국, 유럽(EU), 일본, 중국, 러시아, 인도 등 7개국은 핵융합 에너지의 상용화 연구를 위해 공동으로 프랑스 카다라쉬 지역에 초대형 핵융합 장치 ITER를 건설하고 있다. ITER 완공 후 본격적인 핵융합 연구에 들어가기 위해선 초기 운전단계에서 플라즈마 모양과 성능, 유지시간, 경계면 불안정성(ELM) 제거 등의 4가지 조건 등을 충족해야 한다. 현재 세계 주요 핵융합 장치에서 ITER의 성공적인 초기 운전 달성을 위해 최적의 조건을 찾는 연구가 이뤄지고 있지만, 아직 4가지 조건 중 ELM 제어와 장시간 운전 조건을 다른 2가지 조건과 동시에 충족하지 못하고 있었다.
ELM은 핵융합로 안에서 태양처럼 핵융합 반응을 일으키는 초고온 플라즈마와 바깥쪽의 큰 압력 및 온도차로 인해 발생하는 불안정 현상을 말한다. ELM은 플라즈마 가장자리를 갑자기 풍선처럼 터지게 만들어 핵융합로 내부를 손상시키고 플라즈마를 안정적으로 지속하는 데 방해가 돼 핵융합 상용화에 가장 핵심 난제로 꼽히고 있다. 특히 ITER와 같은 대형 핵융합로에서는 장치의 손상을 막기 위해 반드시 해결해야 하는 과제다.
KSTAR는 올해 플라즈마 실험에서 ITER에서 요구하는 플라즈마 형상과 성능 조건에서 34초 간 ELM을 완벽하게 제어하는 데 성공해 세계 핵융합 장치 중 최초로 ITER 운전 조건 4가지를 모두 충족하는 핵융합로 운전 기술을 확보했다.
김기만 핵융합연 소장은 "KSTAR는 핵융합로 운전 기술 개발에 필요한 높은 플라즈마 성능과 긴 유지시간을 동시에 달성하는 실험이 가능한 유일한 장치"라며 "장치 성능 향상 작업과 함께 우수 연구자 확보로 역량을 더하게 되면 미래 핵융합로 운전에 필요한 핵심 기술 확보에 가장 앞장설 수 있게 될 것"이라고 말했다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
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