한국의 태양 KSTAR 밝힐 전자공명가열장치 장시간 시운전 완료
- 300초 운전 성공으로 장시간 고성능 플라즈마 발생 기반 마련 -

□ 국가핵융합연구소(소장 김기만, 이하 핵융합(연))는 초전도 핵융합장치 KSTAR에 설치한 전자공명 플라즈마 가열장치 (Electron Cyclotron Heating, 이하 ECH장치)가 최근 시운전에서 300초 운전에 성공하면서, KSTAR의 장시간 고성능 플라즈마 발생 가능성을 높였다고 밝혔다.

○ ECH장치는 핵융합 장치 내부의 플라즈마에 마이크로파를 입사하여 전자를 선택적으로 가열하도록 하는 장치로 자기장을 이용한 핵융합장치에서 플라즈마의 온도를 올리기 위해 사용하는 대표적인 가열장치 중의 하나이다.

□ 금년 플라즈마 실험을 앞두고 새롭게 KSTAR에 설치된 ECH장치는 KSTAR 운전 환경에 적합하도록 105기가헤르쯔(GHz)와 140기가헤르쯔(GHz) 두 가지 주파수를 선택하여 사용할 수 있도록 제작되었으며, 최대 300초까지 가동할 수 있어 기존보다 장시간 플라즈마 발생 가능성을 높여준다.

○ 기존 KSTAR 장치에 설치되었던 ECH장치는 일본에서 ITER(국제핵융합실험로) 용으로 개발한 시제품을 활용한 것으로, 170 GHz의 단일 주파수를 사용하여 최대 50초 내외의 운전만 가능하였다.

○ 1MW급 용량으로 설치된 ECH 장치는 장시간 플라즈마 운전 기술, 플라즈마 불안정성 제어 등 KSTAR 실험을 통해 충분한 장치 성능 검증을 마치면, 향후 6MW 급 까지 용량을 증설하여 운영 예정이다.

□ KSTAR연구센터는 이번 ECH장치의 성공적인 시운전을 바탕으로 2016년 플라즈마 실험에서 지난해 달성한 운전기록(‘15년 고성능플라즈마 유지시간 55초)을 뛰어넘는 100초 이상의 장시간 고성능플라즈마 운전이 가능할 것으로 기대하고 있다.

○ 고성능 장시간 플라즈마 운전기술 확보는 핵융합에너지 상용화를 위한 핵심 요소로 꼽히는 만큼 KSTAR가 금년도 실험에서 100초 이상 고성능 플라즈마 유지에 성공할 경우, KSTAR가 보유한 세계 기록을 큰 폭으로 갱신하며 세계의 이목을 집중시킬 것으로 보고 있다.

○ KSTAR는 지난 13일 2016년 플라즈마 발생 실험을 시작하였으며, 향후 13주간 약 2천회의 플라즈마 발생 실험을 통해 핵융합 에너지 상용화 기술 확보를 위한 연구를 수행하게 된다.

□ 핵융합(연) 김기만 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.