국가핵융합연구소(소장 김기만)은 올해 KSTAR 실험에서 `고성능 플라즈마 운전(H-모드)` 시간을 기존 55초에서 70초까지 늘리는 데 성공했다고 14일 밝혔다.
KSTAR는 핵융합 반응 실험을 위해 국내 기술로 만들어진 초전도 재료 설비다. 1억도 이상 의 초고온 플라즈마를 진공 장치 안에 가둬 핵융합 반응을 일으킨다.
H-모드는 설비 내 플라즈마를 가두는 성능을 기존 대비 2배 끌어올린 고성능 운전 상태로 미래 핵융합발전 상용화를 위한 필수 핵심 과제다.
지난해까지는 설비 내 자석에 흐르는 자기장으로 플라즈마를 가두는 방법을 사용했다. 올해에는 외부 가열장치를 통해 더 높은 열을 가해, 설비 안쪽에 더 강한 전류가 흐르도록 하는 방법을 병행했다.
연구팀은 새로운 플라즈마 운전 방법을 추가함으로써 앞으로 운전시간 증가폭을 더 늘릴 수있을 것이라고 설명했다.
ITB모드는 기존 H-모드 최대 단점인 플라즈마 경계면 불안정 현상(ELM)이 없다. 플라즈마 경계면이 불안정해지면 플라즈마 에너지가 설비 밖으로 유출돼 발전 효율이 떨어지고 장치에도 손상을 입힌다.
연구팀은 이번 실험에서 ITB모드를 7초간 유지하는 데 성공했다. 내년에는 올해 성과를 기반으로 H-모드 시간을 늘리고, ITB모드 운전 시나리오 개발에 박차를 가할 계획이다.
오영국 핵융합연 KSTAR연구센터 부센터장은 “H-모드 1분대의 벽을 넘으면서 핵융합 발전 기술 상용화를 위한 여정에서 남들보다 한 발 더 앞서게 됐다”면서 “ITB 운전에도 성공해 향후 새로운 단계의 핵융합로 운전기술 연구도 가능해졌다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
