‘인공태양’ 핵융합 발전 연구에 필수적인 중성입자빔 가열(Neutral Beam Heating) 기술을 연구하는 한국와 일본 양국 전문가들이 한자리에 모인다.

한국원자력연구원(원장 양명승)은 일본 일본원자력개발기구(JAEA), 일본국립핵융합과학연구소(NIFS)와 공동으로 ‘한‧일 중성입자빔 가열기술 워크숍’을 8월 25~26일 이틀간 연구원 내 국제원자력교육훈련센터(INTEC)에서 개최한다.

이번 워크숍은 지난 2005년 인류의 에너지 문제를 획기적으로 해결하기 위한 핵융합 에너지 개발 협력을 위해 체결한 한‧일핵융합협력협정의 인력교류 프로그램의 일환으로 매년 개최되는 행사로, 일본원자력개발기구(JAEA) 이노우에 다카시 박사, 일본국립핵융합과학연구소(NIFS) 츠모리 카츠요시 교수 등 일본 두 기관의 중성입자빔 가열 전문가 6명을 포함, 양국 전문가 30여 명이 참가해서 핵융합 중성입자빔 가열기술의 최신 연구개발 현황 정보를 교환할 예정이다.

중성입자빔 가열장치(NBI; Neutral Beam Injection)는 핵융합로의 노심에 해당하는 플라즈마를 핵융합 반응이 일어나는 섭씨 1억 도 이상의 온도로 높여주기 위한 핵심적인 가열장치이며, 핵융합로의 연속운전에 필수적인 플라즈마 전류를 구동시켜주는 장치이다. 중성입자빔 가열기술은 고에너지의 입자를 가속하는 기술로, 대전류 이온원, 고전압 대전류 전원, 고열부하용 빔라인 부품, 대용량 진공배기 등 고난이도의 첨단기술들의 개발을 필요로 한다.

※ 중성입자빔 가열장치는 수소 양이온 입자들을 높은 전압을 이용해서 빠른 속도로 가속한 뒤 중성화시켜서 핵융합 장치 내부의 플라즈마에 충돌시킴으로써 플라즈마가 핵융합 반응을 일으킬 수 있는 충분한 온도로 올라가게 해주는 보조 가열장치다. 핵융합을 위한 토카막 플라즈마는 장치 자체의 저항가열로 섭씨 약 2,000만 도까지 가열되지만 핵융합이 가능한 섭씨 1억 도 이상까지 온도를 끌어올리기 위해서는 여러 가지 가열장치가 필수적인데, 중성입자빔 가열장치는 그 중에서도 가장 신뢰도가 높은 장치다.

한국원자력연구원은 1996년부터 핵융합 중성입자빔 가열장치 기술을 연구 개발해 왔다. 2005년 9월에는 자체 개발한 2 MW 중성입자빔 특성시험시설을 이용해서 일본의 국가핵융합연구장치에 사용될 토카막용 대전류 이온원의 성능 검증을 일본원자력연구소 연구원들과 공동실험을 통해 수행해서 중성입자빔 가열장치의 200 초 이상 운전가능성을 세계 최초로 검증했고, 2007년 10월에는 3 MW의 이온빔을 300초동안 인출해서 세계 최장시간의 고출력 빔 인출을 달성한 바 있다.

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