2017 캠페인서 ITER 초기 운전 조건과 34초 ELM제어 동시 구현
플라즈마 형상이 ELM제어 열쇠…ITER장치에 활용 기대

 

 한국의 인공태양 KSTAR가 세계 핵융합 장치 최초로 국제핵융합실험로(ITER) 초기 운전에 필요한 장시간 플라즈마 경계면 불안전성(ELM‧엘름)제어와 장시간운전, 플라즈마 모양과 성능 등 4가지 조건을 동시에 달성하는 기록을 세웠다. 특히 세계 최장시간인 34초 ELM제어에 성공하자 ITER 국제기구 담당자 Alberto Loarte박사는‘환상적이다(fantastic)’고 평했다. 세계가 인정한 성과 뒤에는 KSTAR를 통해 ITER 운전의 초석을 마련하고 핵융합 상용화의 길을 제시한다는 사명감으로 똘똘 뭉친 국가핵융합연구소 KSTAR연구센터 직원들의 열정과 노력이 있었다. ELM제어 주역들과 함께 2017년 성공의 원천이 된 KSTAR만의 특별함과 앞으로 이루고픈 꿈에 대해 진솔한 이야기를 나누었다.    

KSTAR는 세계 핵융합 연구장치 최초로 ITER 초기운전모드 구현에 성공했다. 


Q. KSTAR는 2011년 처음 ELM제어에 성공한 이래 관련 연구를 선도해 왔는데요. 이처럼 좋은 연구성과를 얻을 수 있었던 비결은 무엇일까요? 

▲전영무 : 먼저 KSTAR가 갖고 있는 장치적 특징을 말씀드려야 할 것 같아요. KSTAR는 세계에서 유일하게 3열의 ELM 제어코일(3차원 자장코일)을 이용하는 초전도토카막장치에요. 2 열의 코일로 제어하는 다른 핵융합장치에 비해 보다 다양한 자장을 구현할 수 있죠. 또한 고유 오차자기장이 클수록 고성능 플라즈마 운전시에 멈춤 현상이 심해지는데 KSTAR는 고유오차자기장이 매우 작아서 보다 순수하게 플라즈마 반응을 확인하고 다양한 실험결과를 도출할 수 있습니다. 

▲인용균 : 기존의 핵융합 장치는 보통 자장값의 오차가 10-4인 것에 비해 KSTAR는 10-5에요. 고유오차자장이 장치 내 가장 큰 자장값의 0.001% 에 불과하죠. 이는 일반적으로는 감지하기 어려운 수치지만 핵융합 반응에서는 플라즈마의 움직임을 물리적으로 바꿀 수 있는 수치에요. 거대한 항공모함을 생각해 보세요. 방향 조정키가 0.001%만 틀어져도 목적지에 도착할 수 없는 것을 연상하시면 될 듯 싶네요. 


Q. 장치의 우수성이 플라즈마 실험 결과도 좌우하는 바탕이 되었네요. 

▲진종국: KSTAR는 설계부터가 신의 한수였다고들 하죠. 3차원 자기장 코일과 전원장치가  다른 핵융합 장치와 달리 진공용기 내부에 있어요. 핵융합 경험이 없었음에도 연구자들은 우리만의 방식으로 전원장치를 구상했고 엔지니어들은 이를 제작했습니다. KSTAR 장치의 우수성을 바탕으로 연구자들이 다양한 실험을 계획하고 진행할 수 있었던 것 같아요. 

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https://fusionnow.nfri.re.kr/post/kstar/743

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아 물론 '핵'글자 들어가는걸로 핵분열보다 훨씬 가성비높고 환경친화적인 핵분열 대신 무조건 태양열 타령을 하는 얼치기 입진보들은 거르도록 합시다