[기획] KSTAR(초전도핵융합연구장치)
[기획] KSTAR(초전도핵융합연구장치)
  • 김병욱 기자
  • 승인 2015.10.19
  • 댓글 0
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▲ KSTAR 전경.

[투데이에너지 김병욱 기자]

KSTAR란
초전도핵융합연구장치 KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)는 핵융합 연구의 후발국이었던 우리나라가 빠르게 선진국과 나란히 핵융합 원천기술을 확보하고 21세기 핵융합에너지 상용화를 선도하기 위해 국내기술로 개발·제작한 가장 진보된 형태의 핵융합장치다.

KSTAR는 12년의 개발 기간을 통해 2007년 9월 건설 완공됐으며 종합 시운전을 거쳐 2008년 7월 최초 플라즈마 발생을 선언하고 본격적으로 운영단계에 돌입했다.

KSTAR는 국제핵융합공동연구장치로서 핵융합 상용화에 필요한 난제 해결을 위한 실험을 매년 수행하고 있으며 특히 국제핵융합실험로 ITER의 약 25분의 1규모로 ITER 완공 때까지 ITER 건설 및 운영에 필요한 기초실험 기술 자료를 상호보완적으로 제공하고 있다. 

KSTAR 기능

핵융합에너지는 수소같이 가벼운 원자핵이 합쳐져 헬륨처럼 무거운 물질로 변환될 때 발생하는 에너지로 태양에너지의 원리이기도 하다.

핵융합 반응을 위해서는 1억℃ 이상의 초고온의 플라즈마 상태, 즉 이온화된 기체인 물질의 4번째 상태가 돼야 하는데 지구에서 태양과 같은 핵융합 반응이 일어날 수 있는 환경을 만들기 위해서는 KSTAR와 같은 핵융합장치가 필요하다.

태양의 중심보다 더 뜨거운 초고온의 플라즈마를 가두기 위해 강력한 자기장을 이용한 것이 KSTAR와 같은 토카막형 핵융합장치이며 KSTAR는 특히 저항이 없는 초전도 자석을 이용해 핵융합 반응을 오랫동안 지속시킬 수 있다.


KSTAR주요 성과

우리나라는 KSTAR 건설을 통해 세계 최고 성능의 초전도자석 제작기술 등 핵융합 관련 10대 원천기술을 확보할 수 있었으며 이는 핵융합연구의 후발주자였던 우리나라를 핵융합 주도국 반열에 올려놓았다.

또한 KSTAR 건설에 참여한 70여개 산업체들은 KSTAR 건설 과정에서 얻은 노하우를 바탕으로 ITER 사업의 국내 조달품목 제작과 ITER 국제기구에 발주하는 사업에 참여하고 있다.

특히 KSTAR에 사용된 신소재 초전도체(Nb3Sn)는 ITER에 사용되는 것과 같은 것으로 현재까지 모든 초전도 자석이 Nb3Sn으로 만들어진 핵융합 장치는 KSTAR가 유일하다.

때문에 KSTAR는 ITER의 축소판으로 불리며 ITER의 본격적인 운영 전에 사전 시험 장치로 세계의 주목받고 있다.


KSTAR 운영의 필요

핵융합에너지는 에너지 부족 문제와 화석에너지 남용으로 인한 기후 변화 문제를 해결할 수 있는 미래 녹색 에너지원으로 가장 주목받고 있다.

핵융합은 바닷물에 많이 포함돼 있는 중수소와 리튬을 활용한 에너지로 자원이 거의 무한하고 온실가스로 인한 환경오염이나 고준위 방사성 폐기물 발생 문제들이 없는 에너지다.

에너지 수입의존도가 97%가 넘는 우리나라의 경우 새로운 에너지원을 개발하고 에너지 기술을 갖는 것이 국력을 키우고 미래 성장 동력을 만드는 가장 큰 힘이 된다.

핵융합에너지를 얻기 위한 많은 선진국들의 노력이 계속 되고 있는 지금 우리나라도 KSTAR 연구를 포함한 핵융합 연구에 지속적인 노력을 통해 미래 에너지 기술의 보유국으로 성장할 것으로 기대하고 있다.

 



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