차세대 초전도 핵융합 연구장치 ‘KSTAR’가 최초플라즈마 발생에 성공했다. 이로써 고유가 시대의 차세대 청정·무한에너지로 기대되는 핵융합 에너지 개발에 한발 더 다가서게 됐다.
교육과학기술부는 지난 15일 대덕 국가핵융합연구소에서 박종구 제2차관을 비롯, 유희열 기초기술연구회 이사장 및 핵융합 관련자 등 150여명이 참석한 가운데 ‘KSTAR 최초 플라즈마 발생 기념식’을 갖고 핵융합 연구에 본격화를 선언했다.
최초 플라즈마 발생 성공으로 KSTAR의 각 세부장치가 안정적으로 작동됨이 확인됐으며 특히 KSTAR는 플라즈마 전류 133kA, 플라즈마 지속시간 249ms를 발생하는 등 당초 예상 목표치를 뛰어 넘는 결과를 얻었다.

KSTAR는 지난해 9월 장치완공 후 최초 플라즈마 발생 실험을 위해 진공 시운전과 극저온냉각 시운전, 초전도자석 시운전, 플라즈마 발생 시운전 등 총 4단계에 걸친 장치의 종합 시운전을 수행했으며 각 시운전 단계에서 장치의 성능을 저해하는 심각한 누설이나 결함 없이 단 한 번의 시도로 종합시운전을 성공적으로 수행했다.
이번 KSTAR 종합 시운전에서는 미국, 일본, 러시아와 ITER 국제기구의 소속인 약 24명의 해외 전문가들이 동참했는데 이는 EU, 미국, 일본, 러시아 등이 함께 수행하고 있는 국제핵융합실험로(ITER)의 설계와 동일한 사양의 초전도 재료인 Nb3Sn(니오븀 주석합금)을 세계 최초로 사용한 핵융합 연구장치의 운전 성공사례로 우리나라가 세계 핵융합 연구의 주도국으로 성장하고 있음을 보여주는 의미 있는 성과이다.

또한 기존의 장치와 달리 전자기파를 이용해 투입되는 수소가스를 먼저 이온화시키는 방법을 사용, 플라즈마 발생률을 높이는 등 효과적인 핵융합 연구를 위한 새로운 기술을 적용한 것으로 평가받고 있다.
이와 관련, 교육과학기술부는 KSTAR의 최초 플라즈마 발생 성과에 관한 객관적이고 과학적인 검증을 위해 김정구 한국물리학회장을 위원장으로 하는 ‘KSTAR 플라즈마 검증 위원회’를 구성해 3차례에 걸쳐 현장에서 직접 플라즈마 달성 과정과 성능에 관한 검증을 수행했다.
검증위원회는 KSTAR의 플라즈마 도달을 검증하면서 “이번에 최초 플라즈마 발생으로 우리나라가 본격적인 핵융합 연구를 수행하는 기반이 마련됐고 초전도 자석을 사용함으로써 고성능 플라즈마를 장시간 발생시킬 수 있는 토대를 갖추게 됐다”고 평가했다.

레이몬드 올박 미국 에너지부 차관은 이번 플라즈마 발생에 대한 축하 메시지를 통해 “KSTAR의 성공적인 최초 플라즈마 발생 소식을 들어 매우 기쁘며 향후 미국과 핵융합 연구 분야에서 지속적이고 긴밀한 협력이 이뤄지길 기대하고 있다”고 밝혔다.
교과부는 KSTAR가 우수한 성능을 보이며 초기 운영단계에 성공적으로 진입함에 따라 향후 국제 공동 연구의 중심장치로 운영, 단계별 목표에 따라 초전도 토카막 운전기술 확보를 시작으로 고성능 장시간 운전기술 등 상용 핵융합로 건설을 위한 핵심기술 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다.