인공태양의 '플라즈마 붕괴' 얼음입자로 막는다

케이스타의 주장치를 촬영한 사진.

[아시아경제 황준호 기자] 땅 위의 인공태양이라 불리는 국제핵융합실험로의 운영 중 발생할 수 있는 초고온 플라즈마의 붕괴를 완화할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

국가핵융합연구소는 국제핵융합실험로(ITER)의 손상을 막을 '플라즈마 붕괴 완화기술'을 한국형 인공태양 케이스타(KSTAR)에서 28일 검증했다.

플라즈마 붕괴 완화기술은 핵융합로 운영 중 이상 상황이 발생했을 때 초고온 플라즈마의 방대한 에너지를 짧은 순간에 안전하게 해소해 장치의 손상을 막는 기술이다. 1억도 이상의 초고온 플라즈마가 갑자기 붕괴하면 엄청난 에너지가 한꺼번에 방출돼 핵융합로에 심각한 손상을 준다.

핵융합연구원은 수십 대의 산탄입자주입장치(SPI)로 미세한 얼음 입자를 고속으로 주입해 에너지를 분산하는 기술을 개발해 케이스타에서 검증했다. 특히 SPI 두 대를 대칭으로 설치했을 때 한 대를 사용하는 것보다 붕괴 완화 효율이 크게 증가하는 것을 확인했다. 또 플라즈마가 붕괴할 때 비정상적으로 가속하면서 장치에 심각한 손상을 일으키는 '폭주 전자' 발생을 차단하는 효과도 있다는 점을 파악했다.

핵융합연은 이번 성과를 바탕으로 다양한 플라즈마 붕괴 상황에 대응할 수 있는 기술 개발에 나설 예정이다.

한편 ITER는핵융합에너지의 대량 생산 가능성을 실증하기 위해 한국, 미국, EU, 중국, 일본, 러시아, 인도 등 핵융합 선진 7개국이 공동으로 개발·건설하는 초대형 국제협력 R&D 프로젝트다.

케이스타에 설치된 SPI

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr