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연구분야

연구분야

  • 2022년

    고성능 플라즈마(βN ≥ 3) 15초 유지 달성

    • 고성능 플라즈마 (βN ≥ 3) 15초 유지 달성
    • 언저리 불안정성 억제 (ELM Suppression) 상태 45초 유지
    • KSTAR 새로운 초고온 핵융합 운전방식 ‘Fire 모드’ 네이처 논문 게재(‘22.9.8.일자)
    고성능 플라즈마(βN ≥ 3) 15초 유지 달성 이미지 고성능 플라즈마(βN ≥ 3) 15초 유지 달성
    언저리 불안정성 억제 (ELM Suppression) 상태 45초 유지 이미지 언저리 불안정성 억제 (ELM Suppression) 상태 45초 유지
    H-모드와 FIRE 모드 이미지 H-모드와 FIRE 모드
  • 2021년

    이온온도 1억도 30초 달성

    • 이온온도 1억도 달성 및 30초 유지
    • H-모드 유지시간 90초 달성
    • 고성능 플라즈마 (βN ≥ 3) 10초 유지
    캠페인별 이온온도 달성 시간 그래프 이미지 캠페인별 이온온도 달성 시간 그래프
  • 2020년

    이온온도 1억도 20초 달성

    • 이온온도 1억도 20초 유지
    • 고성능 플라즈마 (βN ≥ 3) 5초 유지
    그래프 이미지
    그래프 이미지
  • 2019년

    이온온도 1억도 8초 달성

    • 이온온도 1억도 8초간 유지
    • 대칭형 산탄 입자 주입장치 SPI (shattered pellet injection) 설치 및 플라즈마 붕괴 완화 유용성 입증
    대칭형 산탄 입자 주입장치(SPI) 설치 이미지 대칭형 산탄 입자 주입장치(SPI) 설치
  • 2018년

    이온온도 1억도 2초 달성

    • 이온온도 1억도 2초 유지
    • H-모드 유지시간 89초
    • KSTAR 실험 2,0000회 달성
  • 2017년

    KSTAR, ITER 초기 운전 조건[플라즈마의 모양, 성능, 유지시간, 경계면 불안정성(ELM) 제어]하에 세계 최장 플라즈마 경계영역 불안정성(ELM) 제어 달성

    플라즈마 경계영역 불안정성(ELM) 최장시간(34초) / 고성능 플라즈마(H-Mode) 최장시간(73초) 유지
    • 플라즈마 경계영역 불안정성(ELM) 장시간 제어로 미래 핵융합로 운전에 필요한 핵심기술 기반 선점
    • 고성능 플라즈마(H-mode) 운전 1분 이상 지속 및 KSTAR 장치 가동률 83.36% 달성
    • KSTAR 연료공급시스템(Pellet)과 배기계통(In-vessel cryopump) 설치 및 시운전 완료
    ELM 억제 안정화(ITER 운전조건) 및 장시간 제어 달성 이미지 ELM 억제 안정화(ITER 운전조건) 및 장시간 제어 달성
    고성능 플라즈마(H-Mode) 최장기록(73초) 달성 이미지 고성능 플라즈마(H-Mode) 최장기록(73초) 달성
    TER 운전 조건(q95~4)에서 G(0.4) 달성(cf.ITER Iq=12MA에서 Q=10 달성에 해당) 이미지 TER 운전 조건(q95~4)에서 G(0.4) 달성
    (cf.ITER Iq=12MA에서 Q=10 달성에 해당)
  • 2016년

    차세대 운전모드로서 내부수송장벽 (ITB : Internal Transport Barrier) 운전모드 초전도장치로서 최초 구현과 세계 최장 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마의 70초 안정적 유지

    고성능 플라즈마 (H-mode) 대전류(1MA) 및 장시간(70초) 운전 달성
    • 기존 고성능 모드로 알려진 H-모드(초고온 고성능) 성능을 뛰어넘는 차세대 운전모드로서 내부수송장벽 (ITB : Internal Transport Barrier) 운전모드를 초전도장치로서는 최초 구현
    • 고성능 플라즈마 (H-mode) 의 현안인 경계불안정성(ELM)의 메카니즘 규명 및 안정적인 억제기법 달성
    • 기존 해외장치는 저출력의 고주파가열장치를 사용하였으나 KSTAR는 중성입자빔가열장치를 사용하여 고성능 플라즈마 장시간 운전의 어려움을 극복
    고성능 핵융합 플라즈마 세계 최장기록(70초)달성 이미지 고성능 핵융합 플라즈마 세계 최장기록(70초)달성
    핵융합로용 차세대 운전모드인 ITB모드 운전성공 이미지 핵융합로용 차세대 운전모드인 ITB모드 운전성공
  • 2015년

    경계면 불안정 현상(ELM) 및 NTM 제어와 세계 최장 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마의 55초 안정적 유지

    고성능 모드

    독일의 W7X는 최초 플라즈마를 달성하였고, 중국의 EAST는 L-모드에서 102초 달성

    • H-모드(초고온 고성능) 플라즈마의 55초 조기 달성하였으며 세계 최장 기록*(당초 목표 : 50초)
      * 해외장치의 동일 조건 하에 고성능 모드 최대시간은 약 30초 (중국 EAST, 일본 JT-60U)
    • H-모드(초고온 고성능) 플라즈마의 55초 안정적 유지
    • 초전도자석 전력소비 없이 외부 가열/전류구동장치를 이용한 100% 비유도성 전류구동(12초) 운전 달성(핵융합로 핵심기술)

    * ELM(Edge Localized Mode, 경제면 불안정 현상) 제어란?

    플라즈마 경제의 큰 압력 변화로 인해 플라즈마 밀폐 상태를 방해하는 불안정 현상으로 이 현상이 발생하면 핵융합 장치의 플라즈마 가둠 성능이 저하되기 때문에 핵융합 상용화를 위해 해결해야 하는 난제임

    H-모드(초고온 고성능) 55초 실험 데이터 이미지 H-모드(초고온 고성능) 55초 실험 데이터
    100% 비유도성 전류구동(12초) 달성 이미지 100% 비유도성 전류구동(12초) 달성
  • 2014년

    KSTAR 10,000샷 달성과 경계면 불안정 현상(ELM) 제어기술 확보 및 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마의 48초 안정적 유지

    KSTAR 10,000샷 달성과 경계면 불안정 현상(ELM) 제어기술 확보 및 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마의 48초 안정적 유지

    KSTAR의 10,000번째 플라즈마 실험 달성은 성공적인 핵융합 플라즈마 실험이 수행되고 있음을 의미
    중국의 EAST는 H-모드(초고온 고성능)에서 약 30초 유지

    • 장시간 고성능 운전연구 기반 확보
    • 경계면 불안정 현상(ELM) 제어기술 확보
    • ITER의 대표적 운전 시나리오인 H-모드(초고온 고성능)에 있어서 세계 최장의 유지시간인 48초 달성

    * ELM(Edge Localized Mode, 경제면 불안정 현상) 제어란?

    플라즈마 경제의 큰 압력 변화로 인해 플라즈마 밀폐 상태를 방해하는 불안정 현상으로 이 현상이 발생하면 핵융합 장치의 플라즈마 가둠 성능이 저하되기 때문에 핵융합 상용화를 위해 해결해야 하는 난제임

    H-모드(초고온 고성능) 48초 실험 데이터 이미지 H-모드(초고온 고성능) 48초 실험 데이터
    경계면 불안정 현상(ELM) 억제 5초 달성 결과 데이터 이미지 경계면 불안정 현상(ELM) 억제 5초 달성 결과 데이터
  • 2013년

    ECH 가열장치를 사용한 플라즈마 내부 불순물 제거 실험 성공 및 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마의 20초 안정적 유지

    ECH 가열장치를 사용한 플라즈마 내부 불순물 제거 실험 성공 및 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마의 20초 안정적 유지

    불순물 제거기술은 장시간 운전이 요구되는 ITER 장치 및 핵융합발전소 등에 반드시 필요한 기술

    • ECH 가열장치를 사용하여 KSTAR 플라즈마 내부 불순물 제거기술 확보 및 실험 성공
    • H-모드(초고온 고성능) 플라즈마를 20초까지 안정적으로 유지
    KSTAR 플라즈마 내부불순물 제거실험 데이터 이미지 KSTAR 플라즈마 내부불순물 제거실험 데이터
    H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 20초 유지 그래프 이미지 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 20초 유지 그래프
  • 2012년

    실시간 플라즈마 형상 제어 및 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 17초 유지

    실시간 플라즈마 형상 제어 및 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 17초 유지

    일본 및 미국은 H-모드(초고온 고성능)에서 약 10초 수준 유지하였으며, 중국의 EAST는 약 6초 유지

    • 초전도자석을 이용한 실시간 플라즈마 형상제어 기술 적용
    • 5천만도의 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마를 17초까지 안정적으로 유지
    실시간 플라즈마 형상제어 이미지 실시간 플라즈마 형상제어
    H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 17초 유지 그래프 이미지 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 17초 유지 그래프
  • 2011년

    H-모드 ELM(경계면 불안정현상) 제어 세계 최초 달성 및 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 5.2초 연장·유지

    H-모드(초고온 고성능) ELM(경계면 불안정현상) 제어 및 H-모드 플라즈마 5.2초 연장·유지

    핵융합 선진국에서 해결하지 못한 과학적 난제 해결 가능성 제시

    • H-모드(초고온 고성능) 최대5.2초까지 연장·유지
    • H-모드(초고온 고성능) 고유의 플라즈마 불안정성인 ELM(경계면 불안정현상)을 n=1 타입 공명자기섭동(RMP)을 이용해 세계 최초로 완벽한 억제에 성공

    * ELM(Edge Localized Mode, 경제면 불안정 현상) 제어란?

    플라즈마 경제의 큰 압력 변화로 인해 플라즈마 밀폐 상태를 방해하는 불안정 현상으로 이 현상이 발생하면 핵융합 장치의 플라즈마 가둠 성능이 저하되기 때문에 핵융합 상용화를 위해 해결해야 하는 난제임

    실시간 플라즈마 형상제어 이미지 실시간 플라즈마 형상제어
    H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 17초 유지 그래프 이미지 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 17초 유지 그래프
  • 2010년

    초전도 핵융합장치에서의 H-모드(초고온 고성능) 세계 최초 달성

    초전도 핵융합장치에서의 H-모드(초고온 고성능) 세계 최초 달성

    프랑스의 경우 20여 년간 H-모드(초고온 고성능) 달성을 위해 노력하였으나 끝내 달성하지 못함

    • 고성능 플라즈마 제어기술을 적용한 D형 플라즈마 제어 달성
    • 초전도 핵융합장치로서는 세계 최초로 고성능 플라즈마 밀폐 상태인 H-모드 달성
    H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 현상 이미지 H-모드(초고온 고성능) 플라즈마 현상
    KSTAR H-모드(초고온 고성능) 발생 진단데이터 이미지 KSTAR H-모드(초고온 고성능) 발생 진단데이터
  • 2009년

    당초 실험 목표 플라즈마 전류 320kA 및 유지시간 3.6초 달성

    실험 목표 플라즈마 전류 320kA(목표 300kA) 및 유지시간 3.6초(목표 2.0초) 달성

    타 기관 핵융합연구장치 운전 능력 참고치 : 중국 EAST는 최대전류 15kA 운전, 프랑스 Tore Supra는 1.4kA 운전

    • 플라즈마 전류 320kA, 플라즈마 유지시간 3.6초(flattop 1.4초)를 달성하여 핵융합공동 연구를 위한 KSTAR 본격 가동을 성공적으로 수행
    KSTAR 플라즈마 전류 320kA 및 유지시간 3.6초 달성 그래프 이미지 KSTAR 플라즈마 전류 320kA 및 유지시간 3.6초 달성 그래프
  • 2008년

    KSTAR 최초 플라즈마 목표 달성

    KSTAR 최초 플라즈마 목표 달성

    세계 최초로 단 한 번에 종합 시운전 완료
    본격적인 핵융합 플라즈마 연구추진 기반 마련

    • 초전도 핵융합 장치를 이용하여 본격적인 핵융합 플라즈마 연구를 추진할 수 있는 기반 마련
    • 플라즈마 전류 : 133k A, 865ms 달성 (목표 : 100k A, 100ms)
    • 장치의 안정적 운전 및 단번에 목표달성
    • KSTAR 고유 시나리오 개발 및 저전압 방전연구
    KSTAR 플라즈마 shot no. 1216 / KSTAR 최초 플라즈마 전류(133kA, 865ms 달성) 그래프 이미지 KSTAR 플라즈마 shot no. 1216 / KSTAR 최초 플라즈마 전류(133kA, 865ms 달성) 그래프
담당부서 KSTAR연구지원전담
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