우리나라의 차세대 초전도 핵융합 연구장치 ‘KSTAR’가 최초 플라즈마 발생에 성공하며 미래 청정 에너지로 기대되는 핵융합 에너지 개발에 한발 더 다가섰다.
교육과학기술부는 KSTAR가 지난 6월 말 초전도·극저온 냉각 등 종합시운전을 완료하고, 최초 플라즈마 발생에 성공했다고 15일 밝혔다. 최초 플라즈마 발생 성공으로 KSTAR의 각 세부장치가 안정적으로 작동됨이 확인됐다.
교과부는 이날 대덕연구단지에 위치한 국가핵융합연구소에서 박종구 제2 차관을 비롯해 유희열 기초기술연구회 이사장 및 핵융합 관련자 등 150여 명이 참석한 가운데 KSTAR 최초 플라즈마 발생을 기념하는 행사를 개최했다.
KSTAR가 발생한 플라즈마는 200만도 이상의 고온에서 전류 133kA, 지속시간 249밀리초(㎳) 등 당초 예상 목표치를 뛰어 넘었다. 이와 함께 이번 플라즈마 발생은 EU·미국·일본 등 세계 7개국과 함께 수행하고 있는 국제핵융합실험로(ITER)의 설계와 동일한 사양의 초전도 재료인 ‘니오븀 주석합금(Nb3Sn)’을 세계 최초로 사용한 핵융합 연구장치의 운전 성공사례라는 의미도 있다.
플라즈마는 고체·액체·기체와 함께 제4의 물질상태로 불리며, 기체 상태의 물질에 계속 열을 가해 고온에서 전자와 원자핵이 전리된 상태를 말한다. 이 전자와 원자핵이 다시 결합해 무거운 원자핵이 만들어지는 과정에서 질량이 감소하며 에너지가 발생하는데 이를 이용한 것이 핵융합 에너지다. 특히 핵융합은 바닷물에 풍부한 중수소와 흙에서 쉽게 추출할 수 있는 리튬(삼중수소)을 원료로 사용하고, 온실가스나 방사성 폐기물 등의 배출이 없어 미래 청정에너지로 기대를 모으고 있다.
한편 교과부는 KSTAR의 최초 플라즈마 발생 성과에 관한 객관적이고 과학적인 검증을 위해 김정구 한국물리학회장을 위원장으로 하는 ‘KSTAR 플라즈마 검증위원회’를 구성해 세 차례에 걸쳐 현장에서 직접 플라즈마 달성 과정과 성능에 관한 검증을 수행했다.
김정구 검증위원장은 “최초 플라즈마 발생으로 우리나라가 본격적인 핵융합 연구를 수행하는 기반이 마련됐고, 초전도 자석을 사용함으로써 고성능 플라즈마를 장시간 발생시킬 수 있는 토대를 갖추게 됐다”고 밝혔다.
권건호기자 wingh1@
