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2008년~2014년핵융합 노심 초전도 자석 초전도 토카막 운전기술

2014년 (초전도 토카막 운전기술) 초전도 토카막 운전기술 개발에 대한 기술적 의미 및 연구내용, 주요 성과, 기대효과, 파급효과, 관련그림 입니다.
2014 (초전도 토카막 운전기술) 초전도 토카막 운전기술 개발
1.기술적 의미 및 연구내용
  • 다양한 장치로 구성된 초전도 토카막장치의 연계 운전조건을 개발하여 극한 조건에서의 안정적인 초전도자석 통합 운전기술 확보
    - 세계적으로 초전도 토카막 운전 사례가 적은 환경에서 독자적인 장치 연계 운영 시나리오에 따른 절차서 개발로 초전도자석 정격운전*을 성공적으로 수행
    * 초전도 토카막은 극저온(영하 269도) 조건에서 대전류 (토로이달 초전도자석(TF) 35,000A, 폴로이달 초전도자석(PF) 25,000A) 운전 수행이 필요하며 특히 TF는 8시간 이상의 장시간 운전 안정성이 확보되어야 함
    ※ 상전도 자석은 막대한 전력손실로 인한 장시간 운전이 불가능하므로, 장시간 운전이 필요한 핵융합발전은 반드시 전력 손실이 거의 없는 초전도자석을 이용한 장치가 필요
    ※ 현재 초전도 자석으로 건설된 핵융합 연구장치는 KSTAR(한국), EAST(중국)로, 성능이 우수한 Nb3Sn 초전도체를 사용하여 건설된 초전도 토카막으로 KSTAR가 유일
  • 초전도 토카막의 안정적인 운전 기술 확보를 통하여 플라즈마 실험 영역 확장
    - 초전도자석 운영 분야의 기술적 우위확보로 ITER의 테스트 베드 역할⁕ 및 한국형 핵융합실증로 운전 조건 개발 초석 마련
    * ITER로부터 초전도자석 보호 및 인터록 장치 개발 등의 과제 수주(약 20억원 규모)와 KSTAR 운영 과정에서 개발된 장치를 실제로 적용하여 성능검증을 수행
    ※ KSTAR 운전 시 16개 TF 코일에 걸리는 최대 자기장은 7.2T로, 지구 자기장(0.5가우스)의 약 14만배에 해당 (T[테슬라] 는 자기장의 세기를 나타내는 단위로 1테슬라=10,000 가우스)
2. 주요 성과 - 초전도자석을 이용한 플라즈마의 안정적인 운전 기술 확보
- 2014년 오차 자기장 측정으로 KSTAR 초전도자석의 세계 최고수준 정밀도 확인
3. 기대효과 및 파급효과 - 세계 유일의 Nb3Sn 초전도자석 운영 분야에서의 기술적 우위확보로 ITER 수주(약 20억)
- 같은 초전도 자석이 탑재된 ITER 운영단계시 주도권 확보
4.관련그림 통합 운전 수행하는 제어실 전경 사진
<통합 운전 수행하는 제어실 전경>		 조립이 완료된 KSTAR 초전도자석 사진
<조립이 완료된 KSTAR 초전도자석>

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