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.

한국의 인공태양, KSTAR 꿈을 앞당기다 > 70 | 서울대사람들 (snu.ac.kr)

(서울=연합뉴스) 문다영 기자 = 국내 연구진이 ‘한국의 인공태양’으로 불리는 ‘초전도핵융합연구장치'(이하 ‘KSTAR’)를 이용해 연구하다가 기존 이론으로는 설명할 수 없는 플라스마 전류를 발견했다고 학계에 보고했다.

5일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 따르면 서울대 나용수 원자핵공학과 교수와 프린스턴 대학 서재민 박사 연구팀은 KSTAR에서 발생한 핵융합 플라스마가 스스로 전류를 만들어내는 새로운 현상을 관측했다. 연구성과는 지난달 29일 온라인 게재됐다.

[위클리 스마트] 서울대 연구팀 “기존이론 벗어난 플라스마 자발전류 발견” | 연합뉴스 (yna.co.kr)