한국의 인공태양으로 불리는 핵융합연구장치 KSTAR가 지난 9월 본격 가동을 선언한 후 수행 한 플라즈마 발생 실험에서 기대 이상의 성과를 올리며, 핵융합에너지 개발을 선도할 세계 최고 수준의 핵융합 장치로서의 역량을 확인했다.

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)는 21세기를 선도할 녹색에너지인 핵융합에너지의 개발을 위해 국내 기술로 개발된 초전도 핵융합장치로 세계 최초로 ITER와 동일한 초전도 재료로 제작됐으며 1995년부터 2007년까지(약12년간) 장치 완공 후, 지난해 최초플라즈마 발생에 성공해 장치성능 입증

교육과학기술부(장관 안병만)는 내기술로 개발된 초전도 핵융합장치 KSTAR가 금년 플라즈마 발생 실험에서 당초 목표했던 성능보다 뛰어난 결과인 플라즈마 전류 320kA, 플라즈마 유지시간 3.6초(flat top 1.4초)를 달성했다고 9일 밝혔다.

이는 지난해 종합시운전을 통해 얻은 최초 플라즈마 발생 결과 보다 플라즈마 전류 약 3배, 지속 시간 10배 이상의 성능을 달성한 것으로 핵융합 연구를 위한 본격 가동 단계의 성공적인 진입을 뜻하며 핵융합에너지 개발을 위한 최고 수준의 국제공동 연구장치로서 높은 활용 가치를 재확인한 것이다.

또한 실제적인 플라즈마 연구가 이루어지는 구간인 높은 플라즈마 전류가 일정하게 유지되는 상태, 즉 ‘flat top’의 제어가 가능함을 확인했으며 이를 통해 KSTAR를 활용한 플라즈마 물리연구의 안정적인 수행이 가능함을 입증했다고 밝혔다.

초전도 핵융합 장치의 운전 성능을 가늠할 수 있는 고온의 플라즈마를 가두기 위한 자기장의 세기 역시 KSTAR 설계 당시 최종 목표 성능이었던 3.5테슬라(Tesla)를 초과한 3.6테슬라 운전에서도 이상 없이 안정되게 운전됨을 확인했다.

이는 KSTAR가 운전단계에서 핵융합에너지 개발에 필요한 핵심 기술 개발에 있어 예상보다 뛰어난 성과를 낼 가능성을 높이고, KSTAR의 초전도 자석이 세계적으로 우수한 기술로 제작됐음 을 증명하는 것으로 ITER 장치 건설에도 긍정적인 결과를 제시한 것으로 평가 된다.

국제핵융합실험로(ITER)는 태양에너지의 원리인 핵융합 반응을 통한 대용량 전기 생산 가능성을 최종 검증하기 위해 국제 공동으로 핵융합 실험로를 건설하고 운영하는 거대과학 프로젝트로 우리나라를 포함해 미국, 유럽연합, 일본, 중국, 러시아, 인도가 참여하고 있다.

이번 실험에는 국제공동 연구장치로서 국내·외 연구자들이 제안한 39건의 공동 연구가 진행됨에 따라 포항공대, KAIST 등 KSTAR 공동 연구거점 센터를 중심으로 하는 국내 전문가 뿐 아니라, 미국 GA(General Atomics), PPPL(Princeton Plasma Physics Laboratory), ITER 국제기구 등에서 해외 전문가들의 방문 참여 및 원격 참여가 이루어졌다.

특히 해외 전문가들의 KSTAR 원격 운전을 통한 실험 참여가 성공적으로 진행됨에 따라 국제 공동 연구에 필수적인 원격운전시스템의 성능 확인과 함께 향후 ITER 원격 운전 방법론도 검증하게 돼 해외 연구자들의 관심을 받았다.

교과부 관계자는 "KSTAR의 올해 실험의 성공적인 목표 초과 달성을 통해 KSTAR가 핵융합에너지 실증의 최종 프로젝트인 국제 핵융합실험로(ITER)를 리드할 ‘선행 모델 장치’로서 입지를 확고히 할 수 있었다"며 " 핵융합에너지 개발을 선도할 국제 핵융합 공동 연구의 중심장치로서 입지를 다지게 됐다"고 밝혔다.

또한 "2010년 10월 대전에서 개최 예정인 세계 최대 규모의 핵융합 관련 학회이자, ‘핵융합 올림픽’이라 불리는 제 23차 IAEA 핵융합 에너지컨퍼런스(Fusion Energy Conference) 이전까지 국내외 핵융합 연구계의 기대에 부응하는 뛰어난 연구결과를 창출해 세계 핵융합 연구의 선도국으로 성장할 수 있도록 노력할 예정"이라고 덧붙였다. /강현준기자