중성입자빔 가열장치 운전 성공

원자력硏 오병훈 박사팀 세계 최장시간 운전 기록

▲ 오병훈 박사

`차세대 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)`의 핵심부품인 `중성입자빔 가열장치`를 국내 연구진이 세계 최장시간 연속 운전하는데 성공했다.

한국원자력연구원(원장 박창규) 핵융합공학기술개발센터 오병훈 박사팀은 핵융합 플라즈마 가열시스템의 하나로 자체 개발한 `중성입자빔 가열장치(NBI)를 1.6MW 빔출력에서 300초 연속 운전하는데 성공했다고 25일 밝혔다.

`중성자빔 가열장치`는 수소 양이온 입자들을 높은 전압을 이용해서 빠른 속도로 가속한 뒤 중성화시켜서 핵융합 장치 내부의 플라즈마에 충돌시킴으로써 플라즈마가 핵융합 반응을 일으킬 수 있는 충분한 온도로 올라가게 해주는 보조 가열장치다.

이 장치는 원하는 에너지의 이온 빔을 만들어내는 `이온원`, 이온빔을 중성화시키기 위한 `중성자 장치`, 중성화가 안 된 빔을 따로 분리해내기 위한 `전자석`, 분리된 이온 빔을 안전하게 냉각시키는 `이온 덤프` 등으로 구성돼 있다.

오 박사팀은 최근 순간 빔출력을 5.2MW 얻어내는데 성공한 데 이어, 70KeV, 1.6MW 비 출력으로 300초 연속으로 중성입자 빔을 인출함으로써 최장시간 운전 세계 기록을 달성한 것이다.

중성입자빔 장치는 국제적으로도 인정받아 다음 달 일본 핵융합 연구진의 요청으로 일본이 개발 중인 차세대 토카막 이온원의 2MW 300초 검증실험을 수행할 예정이다.

오병훈 박사는 "이번에 300초 연속운전과 5.2MW 순간출력을 얻어내는 데 성공함에 따라 KSTAR가 최종적으로 필요로 하는 8MW 출력의 중성입자빔 가열장치 기술을 국내기술로 확보하게 됐다"고 말했다.