대전 대덕연구개발특구 내 한국원자력연구원은 자기 밀폐 핵융합과 레이저 관성 핵융합 등 핵융합의 두 가지 방식에 대해 중국과 공동연구에 들어갔다고 22일 밝혔다.

'자기 밀폐 핵융합'은 섭씨 1억도 이상 고온에서 플라즈마로 변한 중수소와 삼중수소를 토카막 자기장을 이용해 밀폐시켜 핵융합 반응을 지속시키는 방식을 말한다.

원자력연구원 핵융합 공학기술개발센터 장두희 박사와 중국 허페이과학원 플라즈마물리연구소 허췬동(Hu Chundong) 박사는 자기 밀폐 방식의 핵융합 기술 개발을 위한 '정상상태 운전을 위한 중성입자빔 입사 시스템의 빔 수송에 관한 공동 연구' 과제를 진행하게 된다.

중성입자빔 입사(NBI) 시스템은 수소 양이온 입자들을 높은 전압을 이용해 빠른 속도로 가속한 뒤 중성화시켜 핵융합 장치 내부의 플라즈마에 충돌시킴으로써 핵융합이 가능한 섭씨 1억도 이상까지 온도를 끌어올리는 장치이다.

한국과 중국은 각각 핵융합 연구장치로 KSTAR와 EAST를 운영중인데, 원자력연구원은 KSTAR용 NBI를 순수 국내 기술로 개발해 현재 1.6㎿인 빔출력을 총 6㎿로 높이는 연구를 하게 된다.

중국은 총 4㎿를 1천초 연속 운전하는 것에 도전하게 되며, 양 기관은 이를 위해 인력 교류 및 장비 공동 사용 등을 협력해나갈 예정이다.

다른 핵융합 방식인 '레이저 관성 핵융합'은 중수소와 삼중수소로 이뤄진 연료 펠릿(연료덩어리)에 레이저를 집중시켜 펠릿이 관성에 의해 정지하고 있는 사이 핵융합 반응을 일으키는 원리이다.

원자력연구원 양자광학연구부 이용주 박사와 중국상해과학원 광학정밀기계연구소 주지안창(Zhu Jianqiang) 박사는 '레이저 관성 핵융합을 위한 고밀도 플라즈마 및 정밀 계측기술 협력 연구'를 공동 진행하게 된다.

한국은 짧은 시간에 강한 에너지를 발생시킬 수 있는 소규모 레이저 장치를 갖고 있고, 중국은 큰 에너지를 오랫동안 발생시킬 수 있는 대규모 장치를 갖고 있는 만큼 두 장치 기술을 융합해 고밀도 플라즈마를 제어하는 기술 등에 대해 협력 연구할 예정이다.

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