인공태양 'KSTAR', 1억도 초고온 플라즈마 8초 운전 성공

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국가핵융합연구소, 전년도 기록比 5배 이상 연장
10월 국제원자력기구 콘퍼런스서 실험결과 공개

'한국의 인공태양'으로 불리는 핵융합장치 'KSTAR'가 1억도 초고온 플라즈마를 8초 동안 유지하는데 성공했다. 전년도 기록을 5배 이상 연장하며 핵융합 연구계의 대기록을 세웠다.

국가핵융합연구소(소장 유석재) KSTAR 연구센터는 올해 2월까지 진행한 2019 KSTAR 플라즈마 실험에서 이온온도 1억도(유지구간 평균 0.97억도) 수준 초고온 플라즈마 운전을 8초 이상 유지하는데 성공했다고 16일 밝혔다.

국가핵융합연구소의 KSTAR 주장치 모습
<국가핵융합연구소의 KSTAR 주장치 모습>

2018년에는 핵심 요건인 이온온도 기준 1억도 초고온 플라즈마 운전에 성공했었다. 유지 시간은 약 1.5초였다.

KSTAR는 미래에너지원인 핵융합에너지를 연구하는 국산 장치다.

태양에서 일어나는 핵융합 반응을 지구에서 구현하려면 이온온도를 1억도 이상 초고온 가열해야 한다. 또 이를 오랫동안 안정되게 유지하는 것이 상용화 핵심기술이다.

차세대 플라즈마 운전모드 중 하나인 내부수송장벽(ITB) 모드로 초고온 상태를 장시간 유지할 수 있었다. 또 플라즈마 중심으로 효과적으로 가열, KSTAR 가열장치 효율을 높이는 기술도 적용했다.

지난달 촬영한 KSTAR 내 플라즈마 발생 모습
<지난달 촬영한 KSTAR 내 플라즈마 발생 모습>

연구진은 이밖에 지난 실험 동안 고성능 운전시나리오 개발, 플라즈마 붕괴완화 실험 등 향후 건설될 국제핵융합실험로(ITER), 핵융합로 난제 해결을 위한 80여개 실험도 수행했다. 모든 실험결과는 10월 프랑스에서 열리는 '국제원자력기구(IAEA) 핵융합에너지 콘퍼런스'에서 공개한다.

오는 8월부터는 여러 고성능 운전모드 성능과 지속시간 향상 실험을 추진할 예정이다. 또 2025년 완공을 앞둔 ITER 장치 당면 과제 해결에도 집중한다.

유석재 소장은 “KSTAR 연구로 얻은 성과와 연구 역량은 ITER 운전 단계에서 연구 주도권 확보에 기여하고 향후 핵융합실증로 건설을 위한 핵심기술 확보로 이어진다”며 “미래 에너지 개발이라는 인류적 목표 달성을 위해 세계를 선도하는 도전적 연구를 이어가겠다”고 밝혔다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com