핵융합 재료 개발 위한 3차원 열속 계산코드 개발

1억℃ 이상의 초고온 플라즈마에 견딜 수 있는 핵융합 관련 재료 개발에 활용할 수 있는 핵심 기술이 개발됐다.

국가핵융합연구소는 강찬수 박사팀이 초고온 플라즈마를 발생하는 핵융합로 내부의 열에너지양(열속)을 측정할 수 있는 '열속 계산 수치해석코드(NANTHELOT)'를 개발하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.

수치해석코드는 적외선 카메라로 측정한 핵융합로 내부의 표면온도 변화를 열전달 방정식으로 풀어 열속을 계산하는 데 활용된다.

개발된 코드는 3차원 계산이 가능하고, 핵융합로 내벽 모양에 구애받지 않고 열속을 측정할 수 있어 기존 코드와 달리 열속 계산 결과의 신뢰도와 활용도가 훨씬 높다. 기존 열속 계산 코드들은 비선형적 구조물에 적용하기 힘들고, 2차원 계산만 할 수 있어 계산의 신뢰도가 떨어진다는 단점이 있었다.

연구팀은 이 수치핵석코드는 핵융합로 내벽 타일과 같은 높은 열속을 견딜 수 있는 핵융합 재료 개발과 열속 자체를 줄이는 연구에 필수적으로 활용돼 향후 핵융합로 내구성 확보에 필요한 핵심 기술이라고 설명했다.

이 코드는 국내 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)의 열속 측정연구에 활용되고 있으며, 최근 스위스 로잔연방공대의 요청으로 스위스 핵융합연구장치(TCV)에 적용돼 기술적 우수성을 입증받았다. 핵융합연이 개발한 소프트웨어가 해외 연구기관에 수출돼 적용되기는 이번이 처음이라고 연구팀은 설명했다.

김기만 핵융합연 소장은 "코드 개발과 같은 핵융합 진단분야 기술 개발은 핵융합 상용화 연구를 위한 핵심 분야 중의 하나로, 이 성과를 토대로 우리나라가 핵융합 진단 분야에서 세계적인 선도국으로 성장하도록 노력하겠다"고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr