한국의 인공태양 KSTAR, 1억℃ 초고온 달성 성공

 

한국의 인공태양 KSTAR, 1억℃ 초고온 달성 성공

- 초전도 토카막 장치의 이온온도 1억도 달성은 세계 최초

- 핵융합 핵심조건인 1억℃ 1.5초간 유지 → 올해는 10초 이상 도전

 

 

□ 과학기술정보통신부(장관 유영민, 이하 과기정통부)는 한국의 KSTAR(케이스타)가 초전도 토카막 핵융합 연구장치 중 세계 최초로 중심 이온온도 1억도 이상의 초고온 고성능 플라즈마를 1.5초간 유지하는 데 성공했다고 밝혔다.

▪ (핵융합에너지) 태양에너지 원리를 활용한 에너지로, 원료(중수소, 삼중수소)가 무한하고, 폐기물이 적으며, 폭발 위험이 없는 미래 에너지원 ▪ (KSTAR) 국내 기술로 개발(’95~’07)한 초전도 토카막 핵융합 연구장치 (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)

 

□ 태양보다 중력이 훨씬 작은 지구에서 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 태양 중심 온도(1,500만도)의 7배인 1억도 이상의 고온․고밀도 플라즈마를 장시간 유지하는 것이 관건이다.

ㅇ 유석재 국가핵융합연구소장은 “금번 성과는 핵융합 반응을 일으키는 주체인 ‘이온’의 온도가 1억도 이상을 달성하여 의미^*가 크며, 초전도 토카막^** 핵융합장치로서는세계 최초”라고 설명했다.

* 핵융합은 플라즈마 상태(이온과 전자로 분리)에서 이온들의 결합으로 일어나는 반응

** 자기장으로 플라즈마를 가두는 도넛모양 장치로 ITER(국제핵융합실험로) 등에서 채택

ㅇ 이번 기록은 향후 핵융합실증로에 적용할 차세대 플라즈마 운전모드^*를 구현하는 실험을 통해 달성되었으며, 플라즈마 중심부를 효과적으로 가열하는 기술을 성공적으로 적용한 결과이다.

* 내부수송장벽(Internal Transport Barrier, ITB) 모드 : 플라즈마 외부 뿐 아니라 내부에도 장벽을 형성하여 밀폐 성능을 더욱 높인 차세대 운전모드

□ 국가핵융합연구소는 올해중성입자빔 가열장치^*를 추가로 도입하여 1억도 이상 초고온 플라즈마를 세계 최초로 10초 이상 안정적으로 유지하는 도전적 목표를 가지고 있으며,

* NBI (Neutral Beam Injection) : 가속된 중성자를 핵융합장치 내부의 플라즈마에 충돌시켜 핵융합 반응을 일으킬 수 있는 충분한 온도로 올라가게 해주는 가열장치

ㅇ 이를 통해 향후 국제핵융합실험로^*(ITER, 이터)의 운영단계에서 고성능 플라즈마 실험을 주도할 수 있는 연구 역량을 갖추게 될 것으로 보고 있다

* 한국 등 7개국이 핵융합에너지 대량생산 가능성 실증을 위해 프랑스에 건설 중

ㅇ 이번 성과는KSTAR 실험 10주년을 기념하여 개최되는국제 핵융합 학술대회인 “KSTAR 컨퍼런스 2019” (2.20~22, 코엑스)에서 국내외 연구자들에게 발표될 예정이다.

□ 과기정통부 최원호 거대공공연구정책관은 “아직 어느 나라도 주도권을 쥐지 못한 핵융합에너지 분야에서 경쟁력을 갖추면 우리의 강력하고 새로운 성장동력이 될 것”이라며,

ㅇ “핵융합 기술의 세계적 리더십을 확보할 수 있도록 핵심기술 개발과 인재양성, 산업 확충 등 기반 강화를 위해 지속적으로 노력할 계획”이라고 밝혔다.

 

출처-과학기술정보통신부