인공태양이라 불리는 초전도핵융합연구장치(KSTAR)가 1억도 초고온 플라즈마를 8초간 유지하는 데 성공했다.

이는 2018년 자체 실험 결과를 1년 사이에 5배 이상 연장한 것으로, 세계 최초·최장 시간 유지 기록을 세웠다. 이번 실험에 성공한 KSTAR는 세계 핵융합 연구를 선도하게 됐다는 평가를 받고 있다.

KSTAR는 핵융합 에너지 상용화 기술 확보를 위해 초고온 플라즈마 실험을 수행하는 연구 장치다.

핵융합 에너지는 연료가 무한하고 폭발 위험이 없는, 고효율 대용량 에너지원이다. KSTAR를 비롯한 핵융합 에너지 연구기관은 인공적으로 태양과 같은 환경을 조성하는 핵융합로를 개발한다. 핵융합 시 만들어진 대용량의 핵융합 에너지를 미래 에너지원으로 사용하는 것이 궁극적인 목표다.

핵융합 반응은 초고온의 플라즈마에서 발생한다. 플라즈마란 원자핵과 전자가 떨어져 자유롭게 움직이는 상태를 말한다. 따라서 본 연구의 핵심은 초고온의 플라즈마를 오랜 시간 안정적으로 유지해 핵융합이 활발하게 일어나도록 하는 것이다.

초고온 플라즈마 상태에 도달하고 유지하기 위해서는 '가열 장치'와 '운전 모드' 개발이 필요하다. KSTAR는 중성입자빔가열장치 등 플라즈마 중심부를 효과적으로 가열하는 기술을 적용했다. 동시에 안정적인 내부수송장벽(Internal Transport Barrier, ITB) 모드를 구현해 초고온 상태를 장시간 유지할 수 있었다.

윤시우 KSTAR 연구센터장은 "이번 성과는 KSTAR가 다른 장치에서 수행하기 어려운 초고온 플라즈마의 장시간 운전기술 개발에 선도적인 성과를 확보했다는 것을 보여준다"고 말했다.

한편, KSTAR는 향후 건설된 ITER(국제핵융합실험로)와 핵융합로 난제 해결을 위한 약 80여 개 주제의 실험을 수행했다. 그동안의 KSTAR 실험 결과는 오는 10월 'IAEA 핵융합에너지 콘퍼런스'에서 전 세계 연구자들에게 공개될 예정이다.

차진희 기자 postmoneynews@gmail.com