[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = ‘한국의 인공태양’이라 불리는 핵융합장치 KSTAR(케이스타)가 ‘실험실 탄생’ 10주년을 맞았다. KSTAR는 국내 기술로 개발한 초전도 토카막 핵융합 연구장치(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)를 말한다. 자기장으로 플라즈마를 가두는 도넛 모양 장치로, ITER(국제핵융합실험로) 등에서 채택된 모델이다.

국가핵융합연구소(소장 유석재)는 KSTAR의 실험 10주년을 맞아 국내외 핵융합 연구 관계자들과 그 간의 성과와 비전을 공유하는 ‘KSTAR 10주년 기념식’을 20일 서울 코엑스에서 열었다.

이날 행사에는 과학기술정보통신부 문미옥 1차관, 국가과학기술연구회 원광연 이사장 등 국내 주요 인사뿐만 아니라 KSTAR와 공동연구해온 미국, 유럽, 일본, 중국 등 해외 주요 핵융합 연구기관 기관장, 국내 핵융합 연구 관련 산·학·연 관계자 300여명이 참석했다.

초전도 핵융합연구장치 KSTAR [자료=핵융합연]

KSTAR는 지난 2008년 첫 번째 플라즈마 발생 실험에 성공했다. 이후 지난 10년간 핵융합 상용화에 필요한 핵심 연구 성과들을 발표하며 세계 핵융합연구의 중심 장치로 자리 잡았다.

KSTAR는 초전도 토카막 장치로는 2010년 세계 최초로 고성능플라즈마운전(H-모드)에 성공한 데 이어 이듬해 2011년 핵융합 상용화 핵심 난제인 플라즈마 경계면불안정현상(ELM)을 최초로 완벽하게 억제하는 데도 임무를 완성했다.

이후 2016년 고성능플라즈마운전(H-모드) 시간을 연속 70초까지 연장하며 세계 최장시간 H-모드 운전 기록을 달성하는 성과를 발표했다.

이뿐만 아니라 지난해 플라즈마경계면불안정현상(ELM)을 예측하고 억제할 수 있는 새로운 이론을 정립·검증하는데 성공, 네이처에 논문을 싣는 등 핵융합 이론 부분에서도 상당한 성과를 거두고 있다.

최근에는 이온온도 1억도 이상의 초고온 플라즈마 운전을 처음으로 실현, 향후 초고온 고성능 플라즈마 운전 분야의 선도적인 연구 가능성을 보여준 바 있다.

향후 계획에 대해 핵융합연 이현곤 부소장은 핵융합 상용화 핵심기술인 초고온·고밀도 핵융합 플라즈마의 장시간 유지 기술 확보를 위해 2025년까지 가열장치 증설 및 디버터 재료 교체 등 KSTAR 장치 업그레이드를 진행, 이를 바탕으로 1억도 이상 초고온 플라즈마를 300초간 유지하는 것을 목표로 도전적인 연구를 수행할 것이라고 밝혔다.

이는 향후 핵융합발전소 운전 온도인 1억도 이상 초고온 플라즈마를 5분 이상 운전, 핵융합 상용화를 위한 초고온 플라즈마의 연속운전 가능성을 확보한다는 데 의미가 있다.

KSTAR 10주년 기념식이 20일 서울 코엑스에서 열리고 있다. 2019.02.20. [사진=국가핵융합연구소]

이날 ITER국제기구 베르나 비고(Bernard Bigot) 사무총장은 영상으로 보낸 축하 인사에서 “KSTAR는 핵융합에너지 개발에 있어 값진 기여를 할 수 있는 세계에 몇 개 안되는 시설 중 하나로, KSTAR의 성공은 ITER의 성공과 밀접한 관련이 있다”고 평가했다.

유석재 소장은 “KSTAR가 지난 10년간 달성한 세계적인 연구 성과들은 우리나라가 핵융합 선도국으로 성장하는 데 가장 큰 원동력이 됐다”며 “미래에너지원 개발이라는 핵심 과학기술 분야에서 앞으로도 우리나라가 세계를 리드하고, 누구보다 먼저 핵융합에너지 실현의 열쇠를 쥘 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

한편 국제 핵융합 학술대회 ’KSTAR 컨퍼런스 2019‘ 행사가 이날부터 3일간 마련된다. KSTAR의 연구 성과뿐만 아니라 각국에서 수행하고 있는 핵융합 프로그램의 발표가 이뤄진다. 

kimys@newspim.com