인공태양의 꿈 보인다… 국가핵융합연구소 1억도 이온온도 플라즈마 상태 1.5초 유지

초전도 토카막 핵융합 장치로 기록 달성

유석재 소장(왼쪽)과 윤시우 센터장(오른쪽).

국가핵융합연구소(소장 유석재, NFRI)와 과학기술정보통신부는 KSTAR가 초전도 토카막 핵융합 연구장치 중 세계 최초로 중심 이온 온도 1억도 이상의 초고온 고성능 플라즈마를 1.5초간 유지하는 데 성공했다고 밝혔다.

핵융합에너지는 태양에너지 원리를 활용한 에너지로, 중수소 등 원료가 무한하고 폐기물이 적으며 폭발 위험이 없는 미래 에너지원으로 손꼽힌다. 태양보다 중력이 훨씬 작은 지구에서 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 태양 중심 온도(1500만도)의 7배인 1억도 이상의 고온·고밀도 플라즈마를 장시간 유지하는 것이 관건이다.

과기정통부에 따르면 이번 기록은 향후 핵융합실증로에 적용할 차세대 플라즈마 운전모드를 구현하는 실험을 통해 달성됐으며, 플라즈마 중심부를 효과적으로 가열하는 기술을 성공적으로 적용한 결과다.

국가핵융합연구소는 올해 중성입자빔 가열장치를 추가로 도입해 1억도 이상 초고온 플라즈마를 세계 최초로 10초 이상 안정적으로 유지하는 도전적 목표를 설정했다. 이를 통해 7개국 공동으로 건설 중인 프랑스 소재 국제핵융합실험로(ITER)의 운영단계에서 고성능 플라즈마 실험을 주도할 수 있는 연구 역량을 갖추게 될 것으로 전망된다.

이번 성과는 KSTAR 실험 10주년을 기념해 오는 20일부터 개최되는 'KSTAR 컨퍼런스 2019'에서 국내외 연구자들에게 발표될 예정이다.

유석재 국가핵융합연구소장은 "핵융합 반응을 일으키는 주체인 이온의 온도가 1억도 이상을 달성해 의미가 크다"며 "초전도 토카막 핵융합장치로서는 세계 최초의 기록"이라고 말했다.
한윤창 기자 storm0238@

초전도핵융합연구장치 KSTAR 모습.