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[IT뉴스]'꿈의 미래 에너지' 핵융합 실현 앞당긴다... KSTAR, 텅스텐 환경 실험

온카뱅크관리자

2025-10-27 10:17:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> AI로 '미래 에너지' 앞당긴다 핵융합연, 핵융합 난제 해결 도전 
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 한국핵융합에너지연구원(원장 오영국, 이하 핵융합연)은 27일, 미래 핵융합 상용로 운전에 필요한 핵심 플라즈마 운전 기술 확보를 목표로 '2025년도 KSTAR 플라즈마 실험'을 시작했다고 밝혔다.
 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)는 국내 기술로 개발된 우리나라의 초전도 핵융합연구장치다. 초전도 재료로 제작된 세계 최초의 장치로 국제 핵융합 공동 연구장치의 핵심으로 주목받고 있으며, 매년 핵융합 기술 개발을 위한 플라즈마 실험을 수행하고 있다.
 이번 실험은 KSTAR가 지난해 달성한 세계 기록인 '1억도 초고온 플라즈마 48초 운전' 성과를 바탕으로, 미래 핵융합로의 핵심 소재인 '텅스텐' 환경에서 발생하는 난제를 해결하고 안정적인 고성능 운전 시나리오를 개발하는 데 방점이 찍혀있다.
 핵융합에너지를 실현하려면 태양 중심보다 뜨거운 초고온의 플라즈마를 안정적으로, 또 장시간 유지하는 기술이 반드시 필요하다.
 KSTAR는 이 과정에서 2023년 국제핵융합실험로(ITER)와 미래 핵융합로의 내벽 재료로 사용될 텅스텐 소재의 '디버터'(Divertor)로 교체했다. 텅스텐은 고온에 매우 강하다는 장점이 있지만, 플라즈마와 반응 시 발생하는 미세한 불순물이 플라즈마의 성능을 저하하는 치명적인 단점이 있다. 이 '텅스텐 불순물'을 제어하는 것은 현재 국제 핵융합 연구계의 가장 중요한 과제 중 하나다.
 지난 실험이 텅스텐 환경에 적응하고 기존 성과를 재현하는 데 주력했다면, 올해 실험부터는 이 문제를 정면 돌파할 '고성능 플라즈마 운전 시나리오' 개발에 집중한다.
 이번 실험에서 연구진은 텅스텐 불순물 문제를 해결하기 위해 가열과 연료 주입 등 다양한 제어 방식을 여러 조건에서 적용, 불순물의 거동을 정밀 분석하고 효과적인 억제 방안을 심도 있게 연구할 계획이다.
 특히 인공지능(AI)과 머신러닝을 활용한 실시간 제어 기술을 적용, AI가 플라즈마의 미세한 변화를 신속하게 감지하고 즉각 대응하는 방안을 검증한다.
 궁극적인 목표는 미래 핵융합로에 요구되는 높은 압력·지속적인 전류·높은 안정성을 모두 갖춘 플라즈마를 구현하는 것으로, 가열, 전류구동, 자기장 제어 등 주요 운전 요소 간의 상호작용을 종합 검증한다.
 오영국 원장은 "전 세계적으로 핵융합 상용화 노력이 활발해지는 가운데, KSTAR도 미래 핵융합로에 직접 활용될 기술 확보에 속도를 내고 있다"며 "AI 등 최신 기술 적용을 통해 핵융합 실현 역량을 한층 강화하겠다"고 밝혔다.
 핵융합연구원은 이번 실험에 이어 약 한 달간의 짧은 정비 후 내년 2월부터 곧바로 '2026년도 플라즈마 실험'을 시작한다. 텅스텐 디버터 설치에 이어, KSTAR의 내벽 전면을 모두 텅스텐 타일로 교체하는 대규모 작업을 추진하기 위한 사전 조치라고 연구원 측은 설명했다. 이 작업이 완료되면 KSTAR는 미래 핵융합로 운전 환경에 더욱 가까운 조건에서 실험을 수행할 수 있게 되어, 연구의 정밀성과 실효성이 한층 높아질 것으로 기대되고 있다.
 ▲핵융합에너지 (Fusion Energy): 태양이 에너지를 내는 원리인 '핵융합' 반응을 지구에서 인공적으로 만들어 에너지원으로 사용하려는 기술. 
 백종민 테크 스페셜리스트 cinqange@asiae.co.kr
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