'핵융합 난제' 국내연구진이 풀었다

핵융합연, 세계 최초 '플라스마 경계면 불안정' 전과정 관측

국가핵융합연구소는 핵융합 연구분야의 핵심 난제로 꼽혀온 '핵융합 플라스마 경계면 불안정 현상'의 전과정을 세계 최초로 관측했다고 13일 밝혔다.

경계면 불안정 현상은 자기 밀폐형 핵융합 장치를 이용한 실험과정에서 고온 플라스마 경계의 큰 압력변화로 인해 발생하는 현상의 하나로, 발생시 연손실과 장치 내벽 손상을 초래해 핵융합로의 안정적 운전을 위해 반드시 해결해야 할 난제로 꼽혀왔다.

핵융합연과 포스텍은 국내 기술로 개발된 초전도 핵융합인 KSTAR의 플라스마 실험에서 최첨단 2차원 마이크로파 영상진단 시스템인 ECEI 장치를 통해 경계면 불안정 현상의 전 발달과정을 세계 최초로 관측했다.

기존 핵융합장치에서는 진단 장치의 한계로 단순히 1차원적 현상만 측정할 수 있었던 것과 달리 KSTAR에서는 경계면 불안정 현상이 생성 및 붕괴되는 전 과정을 고해상도의 2차원(공간과 시간) 영상으로 측정했다.

이는 핵융합 물리 연구 및 국제 공동으로 개발하고 있는 국제핵융합실험로(ITER) 운전에서 불안정 현상을 제어하는 기술 개발에 중요한 자료가 될 것으로 기대되고 있다.

이번 성과는 14일 물리분야 세계적 권위지인 '피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)'를 통해 소개될 예정이다.

권면 핵융합연 KSTAR 운영사업단장은 “KSTAR를 활용한 국내 학.연 공동연구의 대표적인 성과”라며 “내년에는 세계 최초 3차원 영상 측정을 시도할 계획”이라고 말했다.

/배문숙 기자 moons@