국가핵융합연구소(핵융합연)는 땅 위의 인공태양이라 불리는 '국제핵융합실험로'(ITER)의 손상을 막을 '플라즈마 붕괴 완화기술'을 한국형 인공태양 '케이스타'(KSTAR)에서 검증하는 데 성공했다고 밝혔다.

1일 핵융합연에 따르면 플라즈마 붕괴 완화기술은 핵융합로 운영 중 갑작스러운 이상 상황이 발생했을 때 초고온 플라즈마의 방대한 에너지를 짧은 순간에 안전하게 해소해 장치의 손상을 막는 것이다.

ITER 핵융합 운전단계의 핵심 과제다.

▲ 한국형 인공태양 '케이스타'(KSTAR) 주장치

1억도 이상의 초고온 플라즈마가 갑자기 붕괴하면 엄청난 에너지가 한꺼번에 방출돼 장치에 심각한 손상을 줄 수 있기 때문이다.

ITER에 수십 대의 산탄입자주입장치(SPI)로 미세한 얼음 입자를 고속으로 주입해 에너지를 분산하는 방식이 적용될 예정이다.

지금까지 SPI 한 대가 에너지 분산 효과를 내는 것은 확인됐으나, SPI 여러 대를 사용했을 때 그만큼 효과가 배가되는지는 검증되지 않았다.

KSTAR 연구진은 ITER 국제기구와 공동 연구해 SPI 두 대를 대칭으로 설치했을 때 한 대를 사용하는 것보다 붕괴 완화 효율이 크게 증가하는 것을 확인했다.

플라즈마가 붕괴할 때 비정상적으로 가속하면서 장치에 심각한 손상을 일으키는 '폭주 전자' 발생을 차단하는 효과도 있었다.

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

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