인공태양 ‘KSTAR’ 1억 도에서 48초 운전 세계신기록

 

드디어! 기다리고 기다리던 우리나라의 핵융합 기술인

인공태양 실험에서 KSTAR가 신기록을 달성했다고 한다.

인류는 지금 탄소배출 증가로 인해 온난화라는 재앙 앞에

서 있다. 온난화가 가져오는 인류의 멸망을 막기 위해

선진국들은 재생에너지를 사용해서 제품을 만들려고 온갖

노력을 하고 있다. 유럽은 RE100(Renewable Energy 100)를

실천하기 위해 에너지를 태양열, 풍력 등으로 빠르게 전환하고

있다. 여기에 세계적인 기업들이 동참을 선언하고 앞으로 재생

에너지를 사용하지 않는 기업의 부품이나 제품을 구입하지

않겠다고 한다. 우리나라는 현재 재생에너지 비율이 OECD 중

최하위에 있는데 우리 정부에서는 이에 반하는 방향으로 가고

있다. 앞으로 경제와 산업에서 RE100 최대의 화두가 될 것 같다.

이걸 해결하는 방법 중 가장 효율적인 에너지가 바로 인공태양

이고 이걸 실현할 수 있는 기술을 우리나라와 미국이 가장 앞서

나아가고 있다.

 

‘20일 한국핵융합에너지연구원에 따르면 핵융합연

KSTAR 연구본부는 지난해 12월부터 올해 2월까지

진행한 KSTAR의 첫 번째 플라즈마 실험을 통해

핵융합 핵심 조건인 이온온도 1억 도 초고온 플라즈마

48초 운전과 고성능 플라즈마 운전모드(H-mode)

102초 운전 기록을 달성했다.’

 

‘특히 KSTAR는 2018년 최초로 이온온도 1억도

플라즈마 달성 이후 2021년 1억도 플라즈마를 30초를

유지하며 세계 기록을 달성한 바 있다.’

 

‘지난해 KSTAR 내부의 플라즈마 대면 장치 중 하나인

디버터를 텅스텐 소재로 교체, 장시간 플라즈마 운전에

따른 성능 감소 현상을 완화해 플라즈마 성능을 유지할

수 있게 된 덕분이다.’

                              (해널드경제)

 

미국의 핵융합에너지실험시설인 국립점화시설(NIF)이

NIF의 이번 성과는 핵융합 에너지 생산 실험의 주류를

이루고 있는 '토카막' 방식과 다른 방식을 사용한다.

자기장으로 초고온 환경을 만드는 '토카막' 방식은

국제핵융합실증로(ITER)와 한국의 초전도핵융합연구장치

(KSTAR)가 사용 중이다.

                               미국의 방식은 너무 큰 비용이

들어가는 방식이어서 상당 부분 과장된 면이 있다고 한다.

 

이번 KSTA에서 48초까지 시간을 연장할 수 있었던 이유는

위에서 든 디버터를 텅스텐 소재로 교체와 냉각시스템의

업그레이드의 결과라고 한다.

 

 

‘최적의 플라즈마 실험환경을 조성하기 위해서 뜨거워진

장치를 냉각해야 된다. 이를 위해 KSTAR의 주장치, 가열장치,

전원장치, 진단장치, 헬륨장치, 진공펌프, 등에 냉각수가 사용

된다. 냉각수 시스템은 냉각수를 보관하는 저장탱크, 냉각수를

순환시키는 순환펌프, 열교환기, 자동제어 시스템으로 구성되어

있다. KSTAR의 다양한 실험장치를 냉각하기 위하여 사용되는

냉각수의 양을 8시간 가동 기준 약 45,000톤에 달한다.’

 

‘2021년에 시작된 PFC 냉각시스템 업그레이드는 2023년에

완료되었다. 이번 업그레이드를 통해 KSTAR가 1억 도의 초고온

플라즈마를 300초 유지할 수 있는 냉각수 시스템 개발 기술

그리고 그에 따른 플라스마 운전 기술도 확보할 수 있게 될

것이다.

            (KSTAR 연구본부 김성태 책임연구원)

 

이 기술로 인해 핵융합 실증로로 이어질 수 있다고 한다.

 

※ 핵융합은 중수소와 삼중수소 같은 원소의 핵들이 결합해

무거운 원자핵으로 변하면서 에너지를 내놓게 된다. 삼중수소를

만들기 위해서는 핵융합 반응 온도를 1억 도 이상의 초고온

상태의 플라즈마(원자핵과 전자가 분리된 이온 상태)가 필요하다.

그리고 이 상태를 유지하는 시간을 늘려야 한다.

KSTAR는 2026년까지 300초 달성을 목표로 하고 있다. 300초를

달성하면 장시간 플라스마를 유지할 수 있는 기술을 확보하게 되고,

그렇게 되면 핵융합발전소를 만들어 에너지를 생산해서 상용화할 수

있게 된다고 한다.

 

 

※ R&D(연구개발) 예산을 추경을 편성하여 작년 수준 혹은

그 이상으로 확보하는 일이 우리의 미래를 위한 확실한

투자라고 할 것이다.

 

 

미국국립점화시설(NIF)의 레이저 핵융합 장비는 한가운데에

(연료를 담은 캔(펠릿)을 두고 레이저로 초고온 상태를 만들어

내폭을 유도해 핵융합을 한다. -사진 제공 NIF)

 

 

 

 

(대한 독립 만세!)