한국형 인공태양 'K스타', 1억 도 10초 유지 실험 돌입
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한국형 인공태양 'K스타', 1억 도 10초 유지 실험 돌입
  • 취재기사 류지수
  • 승인 2019.03.26 18:04
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핵융합연, 지난해 1.5초 유지서 한 단계 업그레이드 "핵융합발전 멀지 않아" / 류지수 기자
태양에서 핵융합이 일어나는 모습. 지금도 태양에선 계속해서 핵융합이 일어나고있다(사진: pixabay 무료 이미지).

국가핵융합연구소가 한국의 인공태양이라 불리는 ‘케이스타(KSTAR)의 1억 도 온도 유지를 올해 10초 이상으로 잡았다.

26일 국가핵융합연구소는 지난해 플라스마 온도를 1억 도에서 1.5초 유지에 성공한 KSTAR를 10초 이상 운전하기 위해 올해 10월부터 실험에 들어갈 예정이다.

지난해 KSTAR는 세계 최초로 1억 도 달성에 성공해서 큰 화제를 낳았다. 하지만 핵융합발전을 하기엔 이른 단계다. 핵융합 발전을 위해서는 1억 5000만 도에서 300초 이상을 유지해야한다. 국가핵융합연구소는 최종 목표를 1억 도에서 300초 유지로 잡았다.

KSTAR 자문위원회는 고성능 플라스마 운전을 약 90초까지 달성한 점과 플라스마 경계면 불안정성을 30초간 억제하는 데 성공하는 등 핵융합 상용화를 위한 핵심 난제 해결에 기여한 성과를 높이 평가했다.

현재 KSTAR는 올해 플라스마 실험을 위한 장치 유지 보수 작업을 진행 중이며 오는 8월부터 장치가동을 다시 시작할 예정이다.

핵융합 발전은 핵을 분열해서 발전시키는 원자력 발전과 방식이 전혀 다르다. 수소와 같은 가벼운 원소를 수천 도의 높은 온도로 가열하여 플라스마(plasma) 상태를 만든다. 플라스마는 원자에서 핵과 전자가 분리돼 흩어진 상태로 전기를 띤 기체 상태를 말한다. 이때 융합을 일어나게 하기 위해선 1억 도 이상의 고온 상태로 만들어야 한다. 고온 상태의 플라스마에 냉각수를 가열시켜 고온의 증기를 발생시키고 그 증기로 터번을 돌려서 발전하는 방식이다.

플라스마 상태까지 만드는 것은 쉽지만, 그 다음부터가 난관이다. 핵융합 발전을 위해선 에너지를 얻은 고온의 플라스마를 붙잡아둬야 하는데, 그만한 압력이 없다. 그래서 강력한 자기장을 걸어 플라스마를 가두는 방법이 고안됐다. 초전도 자석을 기반으로 플라스마를 묶어놓는 방법이 바로 그것이다.

핵융합발전은 원자력발전과 다르게 핵폐기물이 거의 나오지 않고, 원료도 해수에 존재하므로 고갈될 염려가 없다. 화석연료처럼 산성비나 온실효과, 미세먼지 유발도 하지 않아서 청정에너지로 급부상 중이다.



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