한국의 ‘인공(人工) 태양’ KSTAR가 이온온도 섭씨 1억도 초고온 플라스마를 30초간 유지하는 데 성공하며 장시간 운전 세계기록을 경신했다.
한국핵융합에너지연구원은 “올해 KSTAR 플라스마 실험에서 핵융합 핵심 조건인 1억도 초고온 플라스마 운전을 30초간 유지하는 데 성공했다”고 22일 밝혔다. KSTAR 가열 성능이 향상되고 플라스마 제어 기술이 개선되면서 이번 성과를 냈다고 연구원은 설명했다.
핵융합에너지는 태양에너지의 원리인 핵융합 반응으로 에너지를 발생시키는 것으로 탄소를 발생시키지 않는 청정 에너지로 주목받고 있다. 수소 같은 가벼운 원자들을 융합하면 그보다 무거운 원자핵이 되면서 감소하는 질량만큼 엄청난 에너지가 발생한다. 중력이 강한 태양은 1500만도 환경에서도 핵융합이 일어나지만, 태양보다 중력이 약한 지구에서 핵융합을 일으키려면 1억도 이상의 초고온에서 플라스마를 만들어야 한다. 플라스마는 원자핵과 전자가 따로 노는 상태로, 고체·액체·기체에 이어 제4의 물질 상태로 불린다.
KSTAR는 2018년 핵융합 플라스마 이온온도 1억도 도달(1.5초)에 성공한 이후 매년 유지 시간을 연장해왔다. 지난해 20초 연속 운전에 성공하며 세계 핵융합 장치 중 최장 기록을 달성했고, 올해 10초간 추가 연장에 성공한 것이다. 최근 중국이 1억2000만도의 플라스마를 101초간 유지했다고 밝혔지만 전자를 가열한 성과여서, 이온을 가열한 국내 성과와 비교하기는 어렵다고 전문가들은 분석한다. 핵융합에는 전자 온도보다는 이온 온도가 중요한 것으로 알려져 있다. 핵융합연은 2026년 1억도 초고온 플라스마 유지 300초를 달성하는 것이 목표다. 그렇게 되면 핵융합 발전이 가능해진다.