한국핵융합에너지연구원 KSTAR 연구본부는 “올해 KSTAR 플라스마 실험에서 핵융합 핵심 조건인 1억도 초고온 플라스마 운전을 30초간 유지하는 데 성공했다”고 22일 밝혔다.
국내 연구진이 만든 인공 태양이 2020년의 20초 연속 운전에 성공에 이어 올해 실험을 통해 10초간 추가 연장에 성공하며 세계적 수준의 연구 성과를 달성한 것이다.
지난 2008년부터 핵융합에너지 실현의 핵심인 초고온 플라즈마 유지를 위한 기술 확보에 나서 2018년 핵융합 플라즈마 이온온도 1억도 도달 이후 매년 유지시간을 늘려왔다.
이번 성과는 KSTAR 가열 성능의 향상과 최적 자기장 조건 확보를 통한 플라스마 제어 기술이 개선되면서 핵융합로 운전을 위한 차세대 운전 모드인 내부수송장벽(ITB) 모드의 안정성이 향상된 결과다.
핵융합에너지연측은 “향후 운전시간을 늘리기 위한 전원장치를 개선하고, 내벽온도 상승을 막을 텅스텐 디버터를 설치할 계획이다”며 “오는 2026년 1억도 초고온 플라즈마 300초 유지를 이뤄내겠다”고 밝혔다.
핵융합에너지는 태양에너지의 원리인 핵융합 반응을 통해 에너지를 발생시키는 것으로, 탄소를 발생시키지 않는 청정에너지다.
초고온·고밀도의 환경에서 자연스럽게 핵융합 반응이 일어나는 태양과 달리 지구에서는 핵융합 장치에 연료를 넣고 이온과 전자가 분리돼 있는 플라즈마 상태를 만든 뒤 1억도 이상의 초고온으로 가열해 유지해야 한다.
핵융합에너지연은 운전의 핵심인 초전도핵융합연구장치를 자체 기술로 제작했다.
한편 플라스마는 원자핵과 전자가 따로 노는 상태로, 고체, 액체, 기체에 이어 제4의 물질 상태로 불린다.
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