태양과 같이 핵융합 반응으로 지구에서 에너지를 생산하기 위해서는 초고온, 고밀도 상태의 플라즈마를 핵융합로에 장시간 안정적으로 가두는 기술을 확보하는 것이 핵심이다. 전 세계 핵융합 연구자들이 관련 연구를 이어가는 가운데 원자핵공학과 나용수 교수 연구팀과 한국핵융합에너지연구원 연구진이 2021년 세계 최초로 1억 도 인공태양을 30초간 운전하는 데 성공했다.
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연구진은 기존과 다른 이 인공태양의 상태를 ‘FIRE(Fast Ion Regulated Enhancement) 모드’라고 명명했다. 고에너지 입자들이 인공태양의 성능을 향상했다는 물리적 의미에 더해 인공태양이 초고온으로 활활 탈 수 있는 상태가 될 수 있음을 암시한 것이었다.
이 연구 결과는 세계적 학술지인 ‘Nature’에 2022년 9월 7일 게재됐다. (제1저자: 한국핵융합에너지연구원 한현선 박사 및 서울대학교 원자핵공학과 박상진 학생, 교신저자: 나용수 교수) 50여 년 한국 핵융합 연구 역사상 첫번째 Nature 논문 게재였다. 과학기술정보통신부는 “우리나라 KSTAR에서 달성한 초고온 인공태양 장시간 운전 성과의 독창성이 일반 학계에서도 인정받았다는 것에 의의가 있다”라고 평가했다.
FIRE 모드의 발견은 인공태양이 고에너지 입자를 주로 사용하는 새로운 방식으로 발전할 수 있는 가능성을 제시했으며,이를 통해 ITER를 비롯하여 향후 핵융합 상용로의 운전 기술 확보에 기여할 것으로 기대된다.
