우리나라의 ‘초전도 토카막 핵융합 연구장치’(KSTAR)가 세계 최초로 중심 이온온도 1억도 이상의 초고온 고성능 플라즈마를 1.5초간 유지하는데 성공했다.

국가핵융합연구소(NFRI)는 13일 이같은 사실을 밝혔다. 유석재 NFRI 소장은 “이번 성과는 핵융합 반응을 일으키는 주체인 이온의 온도가 1억도 이상을 달성해 의미가 있다”고 설명했다.

지난 2007년 개발된 KSTAR는 도너츠 형태의 진공용기 안에 수소연료를 채우고 바깥에 높은 자기장을 걸어준 뒤 1억도로 가열해 밀폐하는 방식을 사용한다. 이는 핵융합 장치 중 가장 효과적인 것으로 평가받는다. 

KSTAR에서 플라즈마 중심 이온온도를 1억도 이상의 고온을 유지할 수 있엇던 것은 차세대 플라즈마 운전모드를 구현하는 실험을 통해서였다. 연구진이 적용한 모드는 ‘내부수송장벽(ITB) 운전모드’로 플라즈마 외부뿐 아니라 내부에도 장벽을 형성해 밀폐 성능을 더욱 높인 차세대 운전모드다. 해당 모드를 통해 플라즈마 가동 성능이 높아지고 플라즈마 중심부를 효과적으로 가열하는 기술을 성공적으로 이뤄낸 것이다.

NFRI 측은 향후 국제핵융합실험로(ITER)의 운영단계에서 고성능 플라즈마 실험을 주도할 수 있는 연구 역량을 갖추게 될 것으로 전망한다. 이번 성과는 KSTAR 실험 10주년을 기념해 개최되는 국제핵융합 학술대회인 ‘KSTAR 컨퍼런스 2019’에서 국내외 연구자들에게 발표될 예정이다.

최원호 과학기술정보통신부 거대공공연구정책관은 “아직 어느 나라도 주도권을 쥐지 못한 핵융합에너지 분야에서 경쟁력을 갖추면 우리의 강력하고 새로운 성장동력이 될 것”이라며 “핵심기술 개발과 인재양성, 산업 확충 등 기반 강화를 위해 지속적으로 노력하겠다”고 강조했다.

김도현 기자 dobest@kukinews.com