(서울=뉴스1) 윤주영 기자 = 한·미 양국이 핵융합에너지 상용화 핵심 과제인 플라스마 운전 안정성을 높이는 핵심기술을 공동 연구를 통해 확보했다.
6일 과학기술정보통신부에 따르면 한국핵융합에너지연구원은 미국 프린스턴플라즈마물리연구소와 함께 우리나라 초전도핵융합연구장치 'KSTAR'를 활용한 공동 연구를 수행, 이같은 성과를 냈다.
구체적으로 이들은 붕소(Boron) 분말 주입을 통해 핵융합로 내벽으로부터 나오는 텅스텐 불순물의 생성량이 감소하는 현상을 세계 최초로 관측했다. 이를 통해 노심 플라스마를 더욱 안정적으로 제어할 수 있는 가능성을 확인했다는 설명이다.
핵융합 장치 내벽은 초고온 플라스마에 직접 노출되기 때문에, 열에 강한 텅스텐이 차세대 내벽 소재로 주목받는다. KSTAR 역시 2023년 내부의 핵심 부품인 '디버터'를 텅스텐 소재로 교체했고, 국제핵융합실험로(ITER) 역시 텅스텐 내벽 적용을 추진 중이다.
다만 고온 플라스마 운전 시 텅스텐 입자가 플라스마에 유입될 경우, 장치의 운전 안정성과 플라스마 성능에 영향을 줄 수 있다. 이에 이를 제어하는 기술이 국제적으로 중요한 연구 과제로 떠올랐다.
양국 연구로 붕소 분말을 초고온 플라스마에 실시간으로 주입하면 운전 정지 없이도 내벽 상태를 능동적으로 제어할 수 있다는 점이 확인됐다. 실시간 플라스마-내벽 상호작용 제어 기술의 획기적인 진전을 보여주는 결과로 평가된다.
또 이번 성과는 공동 연구 플랫폼으로서의 KSTAR 신뢰성을 확인했다는 점에서 의미가 있다고 과기정통부는 강조했다. 그동안 한·미 양국은 2010년 '한·미 핵융합 연구 협력 시행약정'을 체결한 이후, 토카막 물리, 플라스마-내벽 상호작용 제어 연구 등 다양한 분야에서 공동연구를 해 왔다.
정택렬 과기정통부 공공융합연구정책관은 "이번 성과는 국제 공동연구를 통한 기술 강화의 중요성을 잘 보여준다"며 "KSTAR와 같은 국내 인프라를 활용해 실험 성과를 지속해서 확보하고, 축적된 성과가 핵융합에너지 실현 가속화로 이어질 수 있도록 지원하겠다"고 말했다.
한편 연구는 국제 핵융합 분야 권위 학술지인 '뉴클리어 퓨전' 8월호에 게재됐다.
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