글
핵융합 에너지 상용화 첫발
바닷물을 이용해 깨끗한 에너지를 얻는 꿈의 기술이 핵융합, 일명 인공 태양이라고 합니다.
국내 연구진이 여기에 필수적인 초고온 플라즈마를 만들어 냈습니다.
최기웅 기자입니다.
◀ＶＣＲ▶
푸르스름한 빛이 거대한 진공용기 안에서
번쩍입니다.
태양 중심부보다 뜨거운 2천만도에 달하는
고온에, 순간적으로 흐르는 전류량이 번개의
6배를 넘는 초고온 플라즈마입니다.
이 상태에선 원자핵과 전자가 분리돼,
핵융합 반응을 일으킬 수 있는 환경이 조성됩니다.
핵융합기술이 완성되면 바닷물 1리터에
들어있는 0.03그램의 중수소만으로도 서울과
부산을 차로 3번 왕복할 수 있는 에너지를
만들 수 있습니다.
◀ＩＮＴ▶오영국 부장/KSTAR 운전실험연구부
"인공태양을 만드는 것과 같은
것입니다. 그러기위해선 우선
고온의 플라즈마를 만드는 것이 중요합니다."
차세대 핵융합연구장치- 케이스타의 핵심은
초고온의 플라즈마를 안전하게 담는
기술입니다.
세상에서 가장 뜨거운 물질을 담기 위해
초전도 기술이 이용됐습니다. 이를 위해
아시아에서 가장 큰 규모의 헬륨냉동기가
설치됐는데, 영하 267도의 극저온으로
플라즈마를 감싸는 것입니다.
다음 목표는
지금보다 더 높은 온도의 플라즈마를 발생시켜
더 오래 지속시키는 것입니다.
◀ＩＮＴ▶박주식 센터장/KSTAR 연구센터
"1억도의 고온 플라즈마를 3백초
이상 운영하는 것이 앞으로의 운영목표입니다."
오는 2015년에 등장할 국제핵융합실험로를
비롯해 세계적으로 연구개발이 활발하게
이어지고 있어, 오는 2030년쯤엔 최초의
핵융합발전소가 등장할 것으로 예상됩니다
한국형 인공태양 'KSTAR' 첫 불꽃 밝혔다
기사입력 2008-07-15 11:15 최종수정2008-07-15 19:00
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초전도 핵융합 연구장치, 첫 플라스마 발생 성공
(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 우리나라의 차세대 초전도 핵융합 연구장치인 'KSTAR'가 최초 플라스마 발생에 성공, 미래의 무한 청정에너지로 기대를 모으고 있는 핵융합 에너지 개발을 향한 큰 발걸음을 내디뎠다.
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15일 교육과학기술부와 국가핵융합연구소는 KSTAR가 6월 첫 플라스마 발생실험을 성공적으로 마쳤다고 밝히고 대덕연구단지 내 연구소에서 유희열 기초기술연구회 이사장과 박종구 제2차관 등이 참석한 가운데 플라스마 시연행사를 열었다.
이는 한국과 미국, 일본, 유럽연합(EU) 등 7개국이 추진중인 국제핵융합실험로(ITER)의 설계와 동일한 초전도 재료인 니오븀주석합금(Nb₃Sn)을 사용한 핵융합 연구장치로는 세계 최초로 운전에 성공한 것이어서 국제적으로 큰 관심을 모으고 있다.
세계 최고 수준의 토카막 핵융합장치인 KSTAR는 1995년 12월부터 모두 3천90억원이 투입돼 지난해 9월 완공됐으며 앞으로 핵융합에너지 상용화에 필수적인 초고온 고밀도 플라스마의 장시간 운전기술(3억℃, 300초)을 확보하는 실험을 수행하게 된다.
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| 플라즈마 발생 성공, 핵융합장치 K-STAR 내부 (대전=연합뉴스) 국내 핵융합실험장치인 K-STAR가 15일 첫 플라즈마 발생에 성공했다. 사진은 K-STAR의 내부 모습. << 산업부 기사 참고/핵융합연구소 제공 >> seokyee@yna.co.kr |
핵융합장치는 태양이 빛을 내는 원리인 핵융합반응을 지상에서 인공적으로 일으켜 핵융합 에너지를 얻는 장치로 '인공태양'으로도 불린다.
핵융합 에너지는 수소 같은 가벼운 원자들이 태양에서처럼 원자핵과 전자가 분리돼 있는 초고온 플라스마상태에서 서로 결합해 무거운 원자핵이 되는 핵융합 반응에서 질량이 약간 감소하면서 발생하는 막대한 에너지를 이용하는 것이다.
특히 핵융합은 원료로 바닷물에 풍부한 중수소와 흙에서 쉽게 추출할 수 있는 리튬(삼중수소)을 사용하고 온실가스나 고준위 방사성 폐기물 등의 배출이 없어 미래 청정에너지로 기대를 모으고 있다.
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| 플라즈마 발생 성공, 핵융합장치 K-STAR 내부 (대전=연합뉴스) 국내 핵융합실험장치인 K-STAR가 15일 첫 플라즈마 발생에 성공했다. 사진은 K-STAR의 내부 모습. << 산업부 기사 참고/핵융합연구소 제공 >> seokyee@yna.co.kr |
연구진은 6월부터 KSTAR의 플라스마 발생 시운전을 시작해 최고 플라스마 전류 133킬로암페어(kA)와 100kA 이상 플라즈마 지속시간 249밀리초(ms), 온도 200만℃를 달성하는 데 성공했다.
이는 핵융합연구소가 KSTAR 최초 플라스마 목표치로 정했던 플라스마 전류 100kA, 지속시간 100ms를 크게 뛰어넘는 것으로 KSTAR의 각 세부장치가 안정적으로 작동된다는 것을 확인해주는 것이다.
KSTAR는 장치 완공 직후부터 첫 플라스마 발생 실험을 위해 토카막 내부를 진공으로 만드는 진공 시운전과 초전도현상 유도를 위해 온도를 영하 268도까지 내리는 극저온냉각 시운전, 초전도자석 시운전 등을 성공적으로 마쳤다.
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| 핵융합장치 K-STAR, 첫 플라즈마 발생 성공 (대전=연합뉴스) 국내 핵융합실험장치인 K-STAR가 15일 첫 플라즈마 발생에 성공했다. 사진은 발생한 플라즈마의 모습. << 산업부 기사 참고/핵융합연구소 제공 >> seokyee@yna.co.kr |
교육과기부는 KSTAR 시운전 결과를 객관적, 과학적으로 검증하기 위해 관련 전문가 10명으로 'KSTAR 플라스마 검증위원회(위원장 김정구 한국물리학회장)'를 구성, 3차례에 걸쳐 현장에서 플라스마 달성 과정과 성능에 관한 검증하도록 했다.
김정구 위원장은 이날 "KSTAR의 최초 플라스마 발생이 성공적으로 달성됐다"며 "이로써 우리나라가 핵융합 연구를 본격 수행할 수 있는 기반이 마련됐고 초전도 자석을 사용함으로써 고성능 플라스마를 장시간 발생시킬 수 있는 토대도 갖추게 됐다"고 평가했다.
첫 플라스마 발생에 성공한 차세대 초전도 핵융합연구장치 KSTAR
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| 핵융합장치 K-STAR, 첫 플라즈마 발생 성공 (대전=연합뉴스) 윤석이 기자 = 국내 핵융합실험장치인 K-STAR가 15일 첫 플라즈마 발생에 성공한 가운데 한 연구원이 모니터에 표시된 플라즈마에 대해 설명하고 있다. << 산업부 기사 참고 >> seokyee@yna.co.kr |
KSTAR의 첫 플라스마 발생 실험 장면. 전류 공급 후 0.3초 정도 플라스마가 발생했다가 사라지는 장면을 연속으로 촬영한 것이다.
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