핵융합硏, 세계 첫 초전도 핵융합장치 H-모드 달성

한국형 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)가 세계 최초로 고성능 플라즈마 밀폐 상태인 H-모드를 달성해 장치의 우수성을 다시 한번 입증했다.

국가핵융합연구소는 24일 KSTAR가 최근 토카막형 핵융합장치의 운전에 있어 특정 조건하에서 플라즈마 밀폐성능이 약 두 배로 증가하는 H-모드(High-confinement Mode)를 달성했다고 밝혔다. 지난 1982년 독일의 ASDEX 장치에서 처음 측정된 H-모드는 핵융합 장치 운전 성능의 우수성을 나타내는 대표적 기준이다.

KSTAR는 내년에 H-모드를 달성한다는 계획이었으나 당초 계획보다 1년 앞서 달성하게 됐다고 연구소 측은 설명했다.

이경수 소장은 "KSTAR 장치의 우수성을 다시 한번 입증하는 한편 앞으로 H-모드 운전을 목표로 하고 있는 ITER 장치의 선행 연구 장치로서의 가치를 재확인했다는 데 큰 의미가 있다"고 평가했다.

핵융합연구소는 또 9월부터 약 2개월간 국내외 공동실험으로 진행된 KSTAR의 핵융합플라즈마 실험을 통해 H-모드 달성 이외에도 고성능 플라즈마 제어기술을 적용해 D형 플라즈마 제어에도 성공했다고 밝혔다. D형 플라즈마는 고성능 플라즈마를 발생ㆍ유지시킬 수 있는 조건으로 H-모드 운전을 위해 필요한 플라즈마 형태다.

KSTAR는 지난해 300kA급 플라즈마를 3초 동안 유지하는 데 성공한 데 이어 올해 최고 약 720kA의 플라즈마 전류로 최장 약 6.7초의 안정적인 운전을 달성한 바 있다.

이밖에 플라즈마 가열장치인 중성입자빔 가열장치(NBI)의 첫 가동을 통해 약 1.4㎿급의 중성입자빔을 플라즈마에 입사, 이온 온도를 2,000만도까지 끌어올려 중수소 핵융합 반응에 의한 고속 중성자(2.45 MeV)를 검출하는 등 뛰어난 성과를 속속 내놓고 있다.

이 소장은 "10월 대전에서 열린 국제 핵융합에너지 콘퍼런스에서 핵융합 반응을 통한 중성자 검출 결과 등 KSTAR의 성과를 발표한 데 이어 이번에 H-모드를 달성하자 ITER 기구를 비롯한 세계 핵융합계가 크게 주목하고 있다"면서 "미래 핵융합 에너지 실현을 위한 연구에 더욱 박차를 가하겠다"고 말했다.