"세계 핵융합 선도" 한국 인공태양 KSTAR, 1억도 초고온 달성

미래의 에너지원으로 기대되는 핵융합에너지 연구장치인 'KSTAR(케이스타)'가 초전도 토카막(Tokamak) 핵융합 장치로는 세계 최초로 '플라스마 중심 이온온도 1억도(℃)'를 달성했다.
국가핵융합연구소(NFRI)는 KSTAR가 지난해 8~12월 진행한 플라스마 실험에서 핵융합의 가장 핵심적인 운전조건인 플라스마 중심 이온온도 1억도(9keV)를 1.5초간 유지하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.
KSTAR는 '인공태양'이라 불리는 토카막형 핵융합장치다.
토카막은 태양처럼 핵융합 반응이 일어나도록 인공적인 환경을 만들기 위해 초고온의 플라스마를 자기장을 이용해 가두는 자기 밀폐형 핵융합 장치다.

KSTAR는 태양 에너지의 원리인 핵융합 반응이 일어나는 초고온 플라스마를 만들고 유지하는 실험을 지난 2008년부터 수행하며 핵융합 발전 실현을 위한 연구 개발을 이끌고 있다.
플라스마 이온온도 1억도는 태양 중심온도(1500만도)보다 7배 정도 높은 온도다.
이는 이온핵과 전자로 분리된 플라스마 상태의 중수소와 삼중수소 이온이 핵융합 반응을 일으킬 수 있는 온도로 여겨진다.
이번 성과는 향후 핵융합로에 적용될 차세대 플라스마 운전모드 중 하나인 내부수송장벽(Internal Transport Barrier, ITB) 모드를 구현하는 실험을 통해 달성됐다.
이는 중성입자빔가열장치 등 KSTAR 가열장치의 효율을 높일 수 있도록 플라스마 중심부를 효과적으로 가열하는 기술을 적용한 결과다.
윤석재 핵융합연구소장은 "KSTAR가 운영된 지난 10년 동안 매년 발전된 성과를 보여주고 있는 것처럼, 핵융합에너지 상용화 기술 개발은 4차 산업혁명 주변기술에 힘입어 더욱 가속화되고 있다"며 "보다 도전적인 목표 아래 세계를 선도하는 연구를 이어가겠다"고 말했다.
이번에 발표된 KSTAR 2018년 플라스마 실험 주요 성과는 오는 20일부터 22일까지 서울 코엑스에서 열리는 국제 핵융합 학술대회인 'KSTAR 컨퍼런스 2019'에서 국내외 연구자들에게 발표될 예정이다.
[디지털뉴스국 정소영 인턴기자]