한국 인공태양 KSTAR, 300초 시운전 성공

장시간 고성능 플라즈마 발생 기반 마련

국가핵융합연구소(소장 김기만)는 한국 인공태양으로 불리는 초전도 핵융합장치 ‘KSTAR’에 설치된 전자공명 플라즈마 가열장치(ECH장치)가 300초 시운전에 성공했다고 22일 밝혔다.

이는 KSTAR가 장시간 고성능 플라즈마를 발생할 가능성을 입증한 실험이다.

ECH장치는 핵융합 장치 내부의 플라즈마에 마이크로파를 입사해 전자만 가열하도록 하는 장치로, 자기장 핵융합장치에서 플라즈마의 온도를 올릴 때 사용되는 대표적인 가열장치다.

올해 플라즈마 실험을 앞두고 KSTAR에 설치된 ECH장치는 KSTAR 운전 환경에 적합하도록 두 가지 주파수(105GHz와 140GHz)를 선택해 사용할 수 있도록 제작돼 최대 300초까지 가동이 가능하다.

기존 ECH장치는 일본에서 ITER(국제핵융합실험로)용으로 개발한 시제품을 활용한 것으로 단일 주파수(170GHz)를 사용해 최대 50초 내외의 운전만 할 수 있었다.

핵융합연은 1MW(메가와트)급 ECH 장치를 장시간 플라즈마 운전 기술, 플라즈마 불안정성 제어 등 충분한 장치 성능 검증을 마치고 앞으로 6MW급까지 용량을 증설해 운영할 계획이다.

핵융합연은 이번 ECH장치의 성공적인 시운전을 통해 작년 운전기록인 고성능플라즈마 유지시간 55초를 뛰어넘는 100초 이상의 장시간 고성능플라즈마 운전도 가능할 것으로 기대한다.

김기만 핵융합연 소장은 “세계 핵융합 연구의 최전방에 서 있는 KSTAR의 실험 결과에 국내외 핵융합연구자들이 주목하고 있다”며 “2016년 플라즈마 실험을 통해 핵융합 상용화 핵심 과제인 장시간 고성능 플라즈마 운전 연구에 새로운 획을 긋도록 노력하겠다”고 밝혔다.

KSTAR는 핵융합 에너지 상용화 기술 확보를 위해 지난 13일 올해 플라즈마 발생 실험을 시작해 앞으로 13주간 약 2000회의 플라즈마 발생 실험을 수행할 계획이다. 최소망 기자 somangchoi@