한국형 초전도핵융합장치, 플라즈마 운전 70초 달성

핵융합연 "세계 최장 기록…H-모드보다 진전된 ITB 모드 첫 구현"

한국형 초전도 핵융합연구장치 'KSTAR'가 핵융합 발전 상용화를 위한 핵심 기술인 'H-모드'를 70초 동안 유지하는 데 성공했다.

국가핵융합연구소는 올해 KSTAR 실험에서 H-모드 고성능 플라즈마 운전 시간을 70초 달성, 세계 초전도 핵융합장치 중 최장 운전기록을 경신했다고 14일 밝혔다.

지난해 KSTAR가 달성한 기록(55초)보다 15초 더 늘렸다.

H-모드는 토카막 장치(자기 밀폐형 핵융합장치)를 운전할 때 특정한 조건에서플라즈마를 가두는 성능이 2배 증가하는 현상으로, 핵융합에너지 상용화를 위해서는장시간 H-모드를 유지하는 것이 필수적이다.

연구소는 2010년 초전도 핵융합장치로는 처음으로 H-모드 달성한 뒤 매년 세계최장 기록을 달성해왔다.

특히 올해는 처음으로 차세대 핵융합로 운전 모드 중 하나인 'ITB(Internal Transport Barrier, 내부수송장벽) 모드'를 처음으로 구현했다.

ITB는 기존 H-모드의 최대 단점으로 꼽히는 '플라즈마 경계면 불안정 현상'(ELM)이 발생하지 않으면서도 H-모드 이상으로 오랜 시간 고성능 플라즈마를 유지할 수있는 운전 모드이다.

토카막 핵융합장치에서는 고온인 플라즈마 경계면에서의 큰 압력 변화로 인해 ELM이 필연적으로 수반된다.

ELM이 발생하면 플라즈마 내부의 에너지가 밖으로 유출돼 밀폐 성능을 떨어뜨리고 내벽에 손상을 줄 수 있어, 이를 해결하는 것이 토카막 장치의 핵심 과제이다.

ITB는 H-모드보다 플라즈마 중심부의 온도는 높으면서도, 플라즈마 가장자리의온도 차이가 크지 않아 ELM이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

이번 연구 성과는 지난 10월 일본 도쿄에서 열린 세계 최대 핵융합학회인 'IAEA핵융합에너지컨퍼런스(FEC)'와 11월 미국 캘리포니아에서 열린 '미국물리학회'에 발표됐다.

jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>