1억도 초고온 토카막 플라즈마 장시간 운전연구에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 KSTAR 공동실험 및 플라즈마 연구 주기여자 KSTAR연구본부 책임자 윤시우 연구개요 1억도 이상의 이온온도를 가지는 토카막 플라즈마를 안정적으로 지속시킬 수 있는 토카막 플라즈마 운전시나리오 연구 연구내용 1억도 이상의 이온 온도를 가지는 토카막 플라즈마를 안정적으로 유지하기 위하여 자기유체역학적 불안정성을 최소화하며, 장시간 초고온 운전에서 발생하는 기술적 문제들을 최적화하기 위한 운전 시나리오 도출 연구 주요성과 전년도 연구결과(지속시간 20초)보다 길어진 장시간 고온 플라즈마 운전 달성 (지속시간 32초) 플라즈마 경계영역의 수송현상 억제에 기반한 일반적인 고성능 운전 모드(H-mode)와 비슷한 수준의 플라즈마 성능 달성 기대효과 핵융합 반응에 필요한 1억도 이상의 높은 플라즈마 이온 온도를 유지하기 위한 핵심 연구를 수행함으로써 핵융합로 운전 시나리오 개발의 기술적 진보를 이어나갈 수 있을 것으로 기대 관련이미지 1억도 초고온 플라즈마 30초

기계학습(Machine Learning) 기반 초기 ELM 제어 및 장시간 유지에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 3차원 자기장에 의한 핵융합 플라즈마 불안정성의 실기간 제어연구 주기여자 기계학습 불안정성 제어연구 TF 책임자 고원하 연구개요 기계학습(Machine Learning)에 기반을 둔 실시간 플라즈마 경계면 불안정성 현상(ELM, Edge Localized Mode) 제어 기술의 개발 및 실험을 통한 검증 연구 연구내용 고성능 플라즈마 상태로의 진입 여부를 실시간으로 파악하기 위한 기계학습 방법 연구 및 고성능 플라즈마 상태에서 전구간 ELM 제어를 실현하기 위한 3차원 자기장 (RMP, Resonant Magnetic Perturbation, 3D magnetic field)의 운전 방식 연구 주요성과 플라즈마 제어계에서, 기계학습 알고리즘을 이용한 실시간 고성능 플라즈마 상태 판별 체계 구축 및 ELM 제어 체계와의 연동 고성능 플라즈마에서 전구간 ELM 제어 구현 및 기존 대비 ELM 제어상태에서 플라즈마 감금 성능 향상(∼60%) 달성 기대효과 ITER나 K-DEMO 등의 차세대 핵융합로에서 요구되는 고성능·장시간 플라즈마에서의 ELM 제어를 위한 최신 기술을 제공함으로써, 세계 최고 수준의 ELM 제어 및 KSTAR만의 독자 기술로 활용 기대 관련이미지 기계학습을 활용한 37초 ELM 억제

금속 내벽 반사광 분해 시뮬레이터 개발에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 핵융합 실증플랜트 설계개념 및 기반 기술 연구 주기여자 디버터시스템연구팀 책임자 조승연 연구개요 핵융합 실증로에서 금속 재질의 내벽 표면 온도를 정밀히 진단하고 예측할 수 있는 3차원 반사광 분해 시뮬레이터 개발 연구내용 텅스텐 타일의 토카막에서 카메라에 입사되는 텅스텐 타일의 반사광 경로 추적 기술개발 측정된 카메라 데이터로부터 반사광 제거 기술개발 주요성과 금속 (텅스텐) 소재로 이루어진 실증로 내벽의 표면 온도 측정이 난반사 등의 영향으로 정밀한 온도 측정의 난해함을 금속 표면의 특성을 분석하고 반사광을 분해 제거함으로써, 정밀한 표면 온도 측정 및 모니터링이 가능한 3차원 시뮬레이터를 개발 프로그램 등록 1건 * 저작권명 : CPU 연산을 활용한 KSTAR 텅스텐 PFC 반사 구현 코드/2021.10.8) 기대효과 기대효과 금속 (텅스텐) 소재로 이루어진 실증로 내벽의 표면 온도 측정이 난반사 등의 영향으로 정밀한 온도 측정의 난해함을 금속 표면의 특성을 분석하고 반사광을 분해 제거함으로써, 정밀한 표면 온도 측정 및 모니터링이 가능한 3차원 시뮬레이터를 개발

토카막 전역 gyrokinetic 시뮬레이션 코드 개발에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 고성능 핵융합 시뮬레이션 연구 주기여자 조가형 책임자 권재민 연구개요 기존 시뮬레이션 코드에서 제한되었던 계산영역을 토카막 전역으로 확장하기 위해 불연속 갤러킨 방법을 사용하여 토카막 전역에서 플라즈마 유동 해석이 가능한 전역 gyrokinetic 시뮬레이션 코드 개발 연구내용 전자기 토로이달 대칭 플라즈마 해석을 위해 불연속 갤러킨 방법을 사용하여 4차원 gyrokinetic 시뮬레이션 코드 개발 시뮬레이션 허용 범위 내에서 물리량을 보존하는 수치해석 알고리즘 구현 복잡한 형상 해석에 적합한 비정렬 요소망을 적용 대용량 병렬화 알고리즘 구현 주요성과 토카막 전역에서 플라즈마 유동을 장시간 정밀하게 해석 가능한 전역 gyrokinetic 시뮬레이션 코드 개발 기대효과 토카막 실제 형상에 가까운 계산 영역에서 핵융합 장치 내의 플라즈마 제어기술을 개발하기 위한 다양한 시뮬레이션 가능 시뮬레이션 코드 개발의 기반기술을 제공하여 다양한 시뮬레이션 코드 개발 촉진 기대 관련이미지 KSTAR 장치 내부 전영역 축대칭 Gyrokinetic 시뮬레이션 새롭게 개발된 비선형 충돌 연산자의 신고전 수송 시뮬레이션 검증

ITER 진공용기 두 번째 본체(섹터) 성공적 개발·제작에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 진공용기 본체 개발·제작 주기여자 진공용기기술팀(김현수) 책임자 김현수 연구개요 ITER 건설의 핵심 장치인 진공용기 본체(높이 13.8m, 섹터당 무게 약 400톤)의 성공적인 R&D, 설계, 제작 및 조달을 통한 대형 진공용기의 설계 및 정밀 제작기술 확보 연구내용 가장 엄격한 프랑스 원자력 압력용기 법령 및 ITER 요건을 만족하는 대형 진공용기 설계/제작기술, 정밀조립 및 정밀비파괴검사 기술 개발 주요성과 ITER 진공용기 본체 전체 9개 중 가장 먼저 ’20년 제작된 본체 6번은 ITER 토카막 주장치 설치의 기준점으로서, 지난 10년간 각종 기술적 난제들의 모범적 해결을 통해 ITER 사업 참여국 중 최초로 진공용기 첫 번째 본체 완성 후 조달 완료(’20년 10월) 첫 번째 본체 제작 교훈의 적극적 반영을 통해 총 제작 기간 25% 단축 후 두 번째 본체를 완성 하였으며, ‘21년 8월 운송 완료 후 ITER 국제기구의 성공적인 현장 인수 시험을 통해 우리나라가 책임지고 있는 본체 2개 전량에 대한 조달 완료(‘21년 11월) ※ ITER 진공용기 본체 2차 출하(’21년 6월 25일) 관련, 총 21개 국내 언론에 보도 ※※ ITER 진공용기 본체 개발·제작 과제를 성공적으로 완료함(’21년 12월) 기대효과 프랑스 원자력 법령, RCC-MR 2007 코드 및 프랑스 원자력 규제 기관의 엄격한 품질관리를 제작에 동시 적용시킨 국내 최초의 사례로 핵융합 상용화를 위한 기반기술 확보 및 한국 기계 기술의 우수성을 전 세계에 부각시킴으로서 관련 핵융합/가속기 등 해외 특수 대형 프로젝트 수주에 긍정적 파급 효과 기대 ※ 한국의 우수한 기술력을 인정받아 당초 유럽연합에서 제작/조달을 책임지고 있던 본체 2개에 대해 한국 핵융합에너지연구원의 위임계약을 통한 현대중공업의 수주로 약 1,200억 원의 수출 효과를 달성한 바 있음(‘16년) 관련이미지

ITER 삼중수소 저장·공급 용기 개발 및 검증에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 삼중수소 저장·공급 시스템 개발·제작 주기여자 SDS 기술팀 책임자 강현구 연구개요 ITER 연료주기를 위한 삼중수소 저장·공급 용기 개발 및 검증 연구내용 ITER 연료주기 삼중수소 플랜트에서 사용될 수소 동위원소(삼중수소, 중수소)의 안전한 저장 및 공급을 위한 저장·공급 용기 개발 설계 요건, 설계 개념, 제작 절차 수립 및 실험 용기 제작을 완료하고, 수소·중수소를 이용한 성능 검증을 수행 주요성과 ITER 삼중수소 저장·공급 시스템의 핵심 구성품인 우라늄 기반 삼중수소 저장·공급 용기의 독자적 설계안을 제시함 다양한 크기의 실험 용기 제작 및 수소/중수소를 이용한 성능 검증 결과와 공정 영향성 실험 수행함. 이를 통해 핵융합을 위한 삼중수소 저장용기 관련 독보적인 데이터베이스 구축 기반 수립 저장 용기 구성 부품/요소 선정 및 신뢰성 평가를 위한 체계적 요소 검증 실험 수행 우라늄, 지르코늄 코발트 등 금속 수소화물 수소 저장재 기초 시험, 성능 평가 수행 기대효과 ITER와 같은 대형 핵융합 장치, 핵융합 실증로 등 핵융합 연구/발전 시설과 다양한 삼중수소 이용 시설에 적용될 삼중수소 저장·공급 용기 공급 및 기술기준 확립에 기여 수소 저장 용기의 개발 및 시스템 통합 성능 시험 수행 역량은 수소 산업(수소 저장소, 수소 전기차 등)의 고체형 수소 저장 기술, 용기의 개발 및 검증에 기여할 수 있을 것으로 기대 관련이미지

부패 감귤의 플라즈마 건조방식을 통한 처리 및 자원화 기술개발에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 부패 감귤의 플라즈마 건조 방식을 통한 처리방안 및 자원화 기술개발 주기여자 융복합기술연구부 책임자 신동훈 연구개요 플라즈마 건조 방식 기술을 적용한 고수분 폐기 과실 건조 및 이를 통한 부산물의 유기질 퇴비 생산을 위한 시스템 공정 개발 및 현장 적용 연구내용 TRL 5단계 완료 기술 적용을 통한 부패 감귤 건조시설 구축 및 공정 최적화 부산물의 수분 20% 이하, 유기물 50% 이상 공정 최적화 부산물의 비료 시험성적서 발급 등을 통한 활용 가능성 평가 주요성과 2톤/일급 부패 감귤 감량화 시설 구축 완료 수분 20% 이하, 유기물 50% 이상 공정 최적화 및 비료 품질 시험성적서 확보 경제성 평가를 통한 기존 방식 대비 최대 30% 이상 운영비 절감 확인 실사용자 및 주민 동참 리빙랩을 통한 만족도 조사 결과 92.6점 획득 제주도 서귀포시 남원읍 신규 1톤/일 급 감량화 시설 추가 구축 기대효과 매립 또는 퇴비화 대비 최대 30% 이상 처리 비용 감소로 농민 지원 활성화 폐기 감귤의 자원 순환으로 지역 문제 해결과 부산물 활용으로 농가 경제 도움 부패 감귤에 의한 2차 환경오염 해결 및 처리 방안의 다양화로 신사업 개척 적용 현장 주민 동참을 통한 혐오시설이 아닌 친화적 시설로 NIMBY 현상 해소 매립에 의존하던 고수분 불연소 폐기물의 자원 순환 처리로 사회 환경 개선 관련이미지 고수분 폐기물 전처리 시스템 개발 제주도 현장 성공적 적용

플라즈마 데이터 개발 및 공유 플랫폼 개발에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 플라즈마 빅데이터 기반 ICT 융합기술 연구사업 주기여자 기반기술연구부 책임자 송미영 연구개요 국가 주력산업의 고도화 및 삶의 질 향상을 위한 기술 자립화 지원에 필요한 플라즈마 데이터 생산기술 및 활용기술 개발 연구내용 (데이터 생산 기술 개발) 플라즈마 공정 개선 및 신기술 개발을 위한 플라즈마 데이터 개발 및 관리 기술 개발 (장비 해석 기술 개발) 플라즈마 공정 및 장비 최적 개발에 필요한 계산 과학 기반 모델링과 시뮬레이션 개발 (장비 진단/제어 기술 개발) 첨단 센서/빅데이터/컴퓨팅 기반의 고성능/고신뢰성 플라즈마 공정 모니터링 및 제어 요소 기술 개발 주요성과 세계 최초 총 산란 단면적 측정 장치를 활용한 C3F6O 가스 전자 충돌 총 산란 단면적 데이터 측정 국제 데이터 전문가와 함께 물 분자의 전자 충돌에 의한 산란 단면적 데이터 평가 체계적 관리를 위한 플라즈마 물성 데이터관리 시스템 개발 국제연구협력 체결 및 협력 연구실행으로 IAEA-AMBDAS ’20년도 문헌 데이터 업데이트 (180여건) 분광 참조 데이터 기반 플라즈마 분광 분석 기법 개발 기대효과 산업체 수요가 매우 높음에도 불구하고, 세계적으로 제공되지 않는 플라즈마 공정용 물성 데이터 연구를 통해 선제적으로 확보하여 산업체 활용 가능 관련이미지 데이터베이스 저작권 등록 완료 (D-2021-000020) 분광 참조 데이터 기반 플라즈마 분광 분석 기법 개발 플라즈마 물성 데이터 관리 시스템 최적화

저자극/고활성 플라즈마를 활용한 미생물의 폐플라스틱 분해 가속화 연구에 대한 과제명, 주기여자, 책임자, 연구개요, 연구내용, 주요성과, 기대효과, 관련이미지입니다. 과제명 저자극/고활성 플라즈마를 활용한 미생물의 폐플라스틱 분해 가속화 연구 주기여자 플라즈마바이오2팀 책임자 지상혜 연구개요 코로나19가 장기화되면서 급증한 일회 용기 사용량으로 인해 폐플라스틱 폐기물량이 848t으로 전년도 733.7t 대비 약 15.6% 증가(환경부 ’20) 전 세계적으로 폐플라스틱 문제를 해결하기 위해 연구 개발된 대표적인 생분해성 플라스틱은 환경부의 인증을 받기 어렵고 자연 상태에서 쉽게 썩지 않기 때문에 처리 과정의 조건이 성립되지 않으면 역시 환경오염 크게 줄지 않는다는 한계점이 있음(한겨례 ’20) Ideonella sakaiensis에서 생성된 PETase의 3차원 구조를 규명하고 분해 활성이 30% 이상 증가한 플라스틱 분해 효소 개발(Nature Communications 10, ’19) 플라즈마는 높은 에너지를 갖는 특별한 형태의 물질로서 높은 활성을 갖는 산소종 (ROS) 및 질소종(RNS), 강한 UV 등 Bio materials에 영향을 주는 다양한 작용을 기대할 수 있음. 반응 후 잔류 물질이 없어 친환경적인 기술로 다양한 생의학 및 환경 분야에 활용되고 있음 연구내용 새로운 플라스틱 분해 미생물 및 효소를 발굴하고 유전자 스크리닝을 통한 플라스틱 분해 기작 구명 미생물의 증식 및 활력 증진이 가능한 플라즈마 활성화 원천 기술을 확보 플라즈마를 이용한 플라스틱 분해 미생물 활성화 기술의 경제성 및 타당성 평가 주요성과 저자극/고활성 플라즈마 처리에 의한 플라스틱 분해 미생물의 활력증진, 플라스틱 분해 효율 증진 기대효과 플라스틱 분해 효율이 우수한 신규 미생물 발굴을 통한 생물 다양성의 경제적 가치 증대 플라스틱 분해 미생물 활성화 기작 규명에 따른 원천기술 및 연구의 지속성 확보 관련이미지 LDPE film 위에서 자라는 미생물 군집(30days) 플라즈마 처리한 미생물 활성 정성 분석