자문위원 “300초 이상 플라즈마 운전…장치 업그레이드” 권고
세계 핵융합 석학들이 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Researchㆍ사진)가 달성한 성과에 대해 극찬했다. 또 지속적인 핵융합 연구 선도를 위해 자치 업그레이드를 권고했다.
국가핵융합연구소(소장 유석재)는 26일 ‘제9차 KSTAR 국제자문위원회의(PAC, Program Advisory Committee Meeting)’에 참석한 국내외 핵융합 석학들이 지난 2년간 KSTAR에서 달성한 연구성과에 대해 호평하는 결과보고서를 발표한다.
세계적인 핵융합 석학들로 구성된 KSTAR PAC은 핵융합 상용화 기술 확보를 위해 KSTAR가 최적의 연구 계획을 수립할 수 있도록 연구성과를 분석하고, 향후 연구 방향을 자문하는 역할로 매회 2년마다 열리고 있다.
미국 프린스턴 플라즈마물리연구소(PPPL) 소장 스티븐 코울리(Steven Cowley)박사를 비롯해 유럽연합 핵융합컨소시움(EUROfusion)의 토니 도네(Tony Donne) 프로그램 책임자, 중국 플라즈마연구소(ASIPP) 바오니안 완(Baoian Wan) 소장 등 국내외 핵융합 석학 10명으로 구성된 KSTAR PAC 위원들은 최근 결과보고서를 통해 KSTAR의 최근 2년의 운영 성과에 대한 평가와 향후 운영을 위한 조언을 내놓았다.
결과보고서에서는 KSTAR(사진)가 제한된 가열 조건에서 효율적으로 고성능플라즈마운전(H-모드)을 약 90초까지 달성한 점, 플라즈마 경계면불안정성(ELM) 현상을 세계 최고 기록인 30초 간 억제하는 데 성공한 점, 또 예측 이론 모델을 기반으로 ELM 억제 운전 범위를 예측하는데 성공한 점 등 핵융합 상용화를 위한 핵심 난제 해결에 기여한 성과들을 높이 평가했다.
자문위원들은 KSTAR가 이러한 우수한 성과를 얻을 수 있었던 것은 고성능 플라즈마 형성 시간 단축 등 플라즈마 형상 제어 기술이 높아진 덕분이라고 분석했다. 또 정확한 플라즈마 측정 데이터를 얻을 수 있는 진단 성능 향상과 플라즈마 실험 데이터 처리 능력 향상 역시 성과에 기여했다고 평가했다. 이러한 성과들은 세계핵융합 연구에 있어 KSTAR가 가장 선도적인 핵융합장치 중 하나임을 확인할 수 있는 결과라 호평한 것으로 알려졌다.
특히 자문위원들은 “향후 2년간 KSTAR의 운전 계획에 대해서는 고성능 플라즈마 운전 및 ELM 억제 등 KSTAR 장치 고유의 특성을 활용한 실험을 통해 향후 국제핵융합실험로(ITER) 운전에 필요한 중요한 결과를 제공할 수 있을 것으로 본다”고 밝혔다.
그러면서도 자문위원들은 KSTAR 최종 운전 목표인 300초 이상의 고성능 플라즈마 운전을 위해서 2~3년 내에 가열, 전류구동 및 디버터 업그레이드를 실시할 것을 권고했다. 자문위원들은 “핵융합실증로 (DEMO) 관련 연구 수행을 위해 텅스텐 디버터로 업그레이드하고 안정적인 플라즈마 실험을 수행할 수 있게 되면 핵융합 상용화에 필요한 고효율 장시간 플라즈마 운전 연구를 선점할 수 있게 될 것”이라 조언했다.
유석재 국가핵융합연구소장은 “이번 국제 자문위의 결과보고서를 통해 KSTAR가 세계 핵융합 연구를 선도하고 있음을 다시 한 번 확인했다”면서 “향후 연구 계획에 자문위의 권고 사항들을 적극 반영해 KSTAR에서 가장 앞선 핵융합 연구가 이루어질 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
한편 KSTAR는 현재 2019년 플라즈마 실험을 위한 장치 유지보수 작업을 진행 중으로 오는 8월부터 장치 가동을 다시 시작한다. 올해 세계 최초로 1억도 초고온 플라즈마를 10초 이상 운전하는 것을 목표로 하고 있는 KSTAR는 10월부터 12월 말까지 플라즈마 발생 실험을 수행할 예정이다.