국가핵융합연구소가 우리 기술로 만든 초전도핵융합연구장치 KSTAR. (사진=국가핵융합연구소 제공)
'인공태양'이라 불리는 초전도핵융합장치 KSTAR가 플라즈마 중심 이온온도를 1억도 이상 올리는 데 성공했다.
13일 과학기술정보통신부와 국가핵융합연구소에 따르면 KSTAR가 중심 이온온도 1억도 이상의 초고온 고성능 플라즈마를 1.5초간 유지하는 데 성공했다.
초전도 토카막 핵융합 연구 장치 중 세계 최초다.
토카막은 자기장으로 플라즈마를 가두는 도넛 모양 장치로 핵융합 발전을 위해서는 초고온 플라스마를 핵융합 장치 안에 오랫동안 가둬둘 수 있는 기술이 필수다.
태양보다 중력이 훨씬 작은 지구에서 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 태양 중심 온도(1500만도)의 7배인 1억도 이상의 고온·고밀도 플라즈마를 장시간 유지하는 것이 관건이다.
이번 기록은 향후 핵융합실증로에 적용할 차세대 플라즈마 운전 모드를 구현하는 실험을 통해 달성됐다.
국가핵융합연구소는 올해 중성입자빔 가열 장치를 추가로 도입해 1억도 이상 초고온 플라즈마를 세계 최초로 10초 이상 안정적으로 유지하겠다는 목표를 세웠다.
국제핵융합실험로(ITER) 건설현장. (사진=국가핵융합연구소 제공)
이를 통해 향후 국제핵융합실험로(ITER)의 운영단계에서 고성능 플라즈마 실험을 주도할 수 있는 연구 역량을 갖추게 될 것으로 기대하고 있다.
국제핵융합실험로는 한국 등 7개국이 핵융합에너지 대량생산 가능성 실증을 위해 프랑스에 건설 중이다.
과기정통부 최원호 거대공공연구정책관은 "아직 어느 나라도 주도권을 쥐지 못한 핵융합에너지 분야에서 경쟁력을 갖추면 강력하고 새로운 성장동력이 될 것"이라고 말했다.
국가핵융합연구소 윤시우 KSTAR 센터장은 "이번 성과는 제한적인 가열장치 입사조건 하에서 진행돼 1억도 이상 초고온 플라즈마를 1.5초라는 짧은 시간 유지하는 데 그쳤지만, 올해는 새로 도입되는 중성입자빔 가열 장치를 활용해 1억도 이상 초고온 플라즈마를 세계 최초로 10초 이상 안정적으로 유지하는 것이 목표"라고 밝혔다.