국내 연구진이 핵융합 연구 영역을 가상공간으로 확장할 수 있는 디지털 트윈 기술을 개발했다. 국제핵융합실험로(ITER) 가상화 등을 통해 핵심기술 확보 실현 가능성을 제시했다.
과학기술정보통신부는 디지털 트윈 기술을 기반으로 토카막 핵융합 장치를 가상 공간에 구현하는 '가상 토카막 플랫폼' 소프트웨어(SW)를 개발하고, 미래 핵융합 장치 내부 핵심 부품 성능과 안전성을 정밀 검증할 수 있는 기술을 확보했다고 10일 밝혔다.
디지털 트윈 기술을 핵융합 연구에 적용하면 가상공간 속 핵융합 장치로 모의 운전을 수행하고, 안전성과 성능을 정밀하게 분석해 연구 효율성과 신뢰성을 높일 수 있다. 실제 핵융합로 건설에 따르는 리스크를 해소하고, 경제·시간적 비용을 줄이는 효과가 있다.
한국핵융합에너지연구원 연구진은 우리나라 초전도핵융합연구장치(KSTAR) 연구를 통해 획득한 데이터를 기반으로 독자 개발한 디지털 트윈 기술을 활용, 토카막 핵융합 장치를 가상화하고 슈퍼컴퓨팅 시뮬레이션을 결합했다.
이를 통해 핵융합 장치 내벽에 가해지는 다양한 원인의 열속(단위 면적 및 시간당 들어오는 열에너지 양) 변화를 정밀 분석할 수 있는 기술을 개발했다.
기술을 적용해 글로벌 핵융합 연구개발(R&D) 프로젝트인 국제핵융합실험로(ITER)를 디지털 공간에서 가상화하고, 플라즈마 운전 조건에 따른 내벽 열속 변화를 3차원 가상공간에서 예측·분석함으로써 소프트웨어(SW)의 신뢰성을 입증했다.
이는 핵융합 디지털 트윈 기술이 KSTAR를 넘어 ITER를 비롯한 타 핵융합 장치에도 적용될 수 있음을 보여준 것이다. 향후 ITER 운전 및 핵융합 장치의 설계와 운영에 활용할 수 있는 토대를 마련했다.
또 개발된 가상 토카막 SW는 우리나라와 공동연구를 수행하는 해외 연구진을 비롯해 국내 산업체에도 제공될 수 있어 국내 신산업 창출 계기가 될 것으로 기대를 모은다.
정택렬 과기정통부 공공융합연구정책관은 “민간 협력을 기반으로 한 핵융합 핵심기술 확보 전략을 수립하고, R&D 지원 및 지속가능 연구·산업 생태계 조성을 통해 글로벌 핵융합에너지 조기 실현 경쟁에 적극 대응해 나가겠다”라고 말했다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
