핵융합 경계면 불완전현상 억제

KSTAR 연구 최대난제 해결

국가핵융합연구소는 우리나라의 초전도 핵융합장치인 KSTAR가 핵융합 연구의 최대 난제 중 하나인 핵융합 플라즈마 경계면 불안정 현상(ELM)을 억제하는데 성공했다고 3일 밝혔다.

초전도 핵융합 장치에서 경계면 불안정 현상을 '완화'한 사례는 있었지만 '완벽한 억제'에 성공한 것은 처음이라고 연구소는 전했다.

경계면 불안정 현상은 토카막(플라즈마 밀폐장치)형 핵융합장치의 고온 플라즈마 경계면에서의 큰 압력 변화로 인해 발생하는 불안정 현상의 하나다.

ELM이 발생하면 플라즈마 내부의 에너지가 밖으로 유출돼 토카막 장치의 밀폐 성능이 떨어질 수 있고 내벽에도 손상을 줄 수 있기 때문에 핵융합 상용화를 위해서는 반드시 해결돼야 한다.

고성능 플라즈마 밀폐상태인 'H-모드' 상태에서는 반드시 ELM 현상이 일어날 수밖에 없기 때문에 이 같은 현상을 제어하는 것이 초전도 핵융합장치의 핵심 과제로 꼽히고 있다.

핵융합연 KSTAR 사업단은 자장섭동, 초음속 분자기스 투입, 플라즈마 수직이동 등의 간단한 방법으로 ELM 억제에 성공, 'H-모드'를 기존 1초에서 최대 5.2초까지 안정적으로 연장하는데 성공했다.

권면 핵융합연구소장은 “ELM 현상 제어기술을 국제핵융합실험로인 ITER에 적용하는 방안을 고심하고 있다”며 “이번 기술은 세계 핵융합 연구계에 의미 있는 성과로 KSTAR가 본격적으로 세계적인 핵융합 연구 성과를 달성하고 있음을 보여주는 것”이라고 말했다.

배문숙 기자 moons@