국가핵융합연구소는 핵융합 연구 최대 난제 중 하나인 ‘핵융합 플라즈마 경계면 불안정 현상(ELM)’을 억제하는데 성공했다고 3일 밝혔다.
ELM은 토카막(플라즈마 밀폐장치)형 핵융합장치 고온 플라즈마 경계면에서 압력 변화로 발생하는 불안정 현상의 하나이다. ELM이 발생하면 플라즈마 내부 에너지가 밖으로 유출돼 토카막 장치의 밀폐 성능이 떨어질 수 있다. 또 토카막 내벽에 손상을 줄 수 있어 핵융합 상용화를 위해 반드시 해결돼야 할 사항이다. 고성능 플라즈마 밀폐상태인 ‘H-모드’에서는 반드시 ELM 현상이 일어난다.
핵융합연 KSTAR 사업단은 자장섭동, 초음속 분자가스 투입, 플라즈마 수직이동 등의 방법으로 ELM 억제에 성공했다. 이를 통해 ‘H-모드’를 기존 1초에서 최대 5.2초까지 안정적으로 연장하는데 성공했다. 그동안 초전도 핵융합 장치에서 경계면 불안정 현상을 완화한 사례는 있었지만 완벽한 억제에 성공한 것은 이번이 처음이라고 연구소는 전했다.
권면 핵융합연구소장은 “ELM 현상 제어기술을 국제핵융합실험로인 ITER에 적용하는 방안을 논의 중”이라며 “세계 핵융합 연구계에 의미 있는 성과로 KSTAR가 본격적으로 세계적인 핵융합 연구 성과를 달성하고 있음을 대변한다”고 설명했다.
윤대원기자 yun1972@etnews.com