우리나라의 인공태양, KSTAR가 유럽과의 협력을 통해 더 높은 경지로 나아갈 준비를 한다. 장시간 플라즈마 실험역량을 갖춘 우리 KSTAR 연구 역량을 유럽과의 협력으로 더욱 고도화 한다.
한국핵융합에너지연구원(원장 오영국)은 유럽 주요 핵융합 연구기관과 손잡고, 미래 핵융합로 운전에 필요한 핵심 기술 확보를 위해 'KSTAR 텅스텐 환경 장시간 플라즈마 공동연구 실행계획'에 서명했다고 27일 밝혔다.
공동연구에는 핵융합연을 비롯해 'EURO퓨전' 컨소시엄 소속 기관인 프랑스 CEA 카다라슈, 이탈리아 ENEA 프라스카티 연구센터, 독일 막스플랑크 플라즈마물리연구소(IPP) 가르힝, 핀란드 국가기술연구센터(VTT)가 참여한다.
미래 핵융합로에서 실제 에너지 생산을 실현하기 위해서는 초고온 플라즈마를 장시간 안정적으로 유지하는 기술이 필요하다. 이를 위해 플라즈마와 맞닿는 장치 내부 부품에는 고온에 강한 텅스텐 소재가 중요하게 활용된다.
다만 텅스텐은 내열 장점이 있는 반면, 플라즈마와의 상호작용으로 발생한 텅스텐 불순물이 플라즈마 내부로 유입될 경우 성능을 저하시킬 수 있다. 이에 따라 텅스텐 환경에서 플라즈마를 장시간 안정적으로 유지하고, 불순물 영향을 줄이는 운전기술 확보가 핵심 과제로 꼽힌다.
이번 공동연구는 KSTAR의 장시간 고성능 플라즈마 운전 역량과 유럽 연구기관의 텅스텐 장치 운전·분석 경험을 결합하는 데 초점을 둔다.
이번 협력을 통해 △텅스텐 환경 장시간 플라즈마 운전 △불순물 제어 △장치 내부 부품 열부하 저감 △플라즈마 불안정 현상 제어 △플라즈마 붕괴 영향 완화 △텅스텐 내부 부품 상태 진단 등 미래 핵융합로 운전에 필요한 주요 기술을 공동으로 연구할 계획이다.
특히 KSTAR는 2026년 하반기 플라즈마와 맞닿는 내부 부품을 텅스텐으로 바꾸는 업그레이드를 추진할 예정으로, 이번 공동연구를 통해 미래 핵융합로와 더욱 가까운 환경에서 장시간 플라즈마 운전기술을 검증할 수 있을 것으로 기대된다.
오영국 원장은 “KSTAR는 장시간 고성능 플라즈마 운전과 정밀 제어 연구에서 국제적으로 중요한 역할을 수행해 왔다”며 “이번 유럽 주요 핵융합 연구기관과의 공동연구를 통해 미래 핵융합로 운전에 필요한 핵심 기술 확보에 기여하겠다”고 밝혔다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
