한국형 초전도 핵융합장치, 플라스마 운전 70초 달성

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

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

지난해 KSTAR가 달성한 기록 55초보다 15초 더 늘어난 겁니다.

H-모드는 토카막 핵융합장치를 운전할 때 특정한 조건에서 플라즈마를 가두는 성능이 2배 증가하는 현상으로, 핵융합에너지 상용화를 위해서는 장시간 H-모드를 유지하는 것이 필수적입니다.

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

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

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

ITB는 H-모드보다 플라즈마 중심부의 온도는 높으면서도, 플라즈마 가장자리의 온도 차이가 크지 않아 ELM이 발생하지 않는다는 장점이 있습니다.

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