| EAST, 101.2초 플라스마 운행 세계기록 창조 | ||
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 2017년 7월 3일, 국가 거대과학장치인 세계 첫 완전 초전도 토카막(EAST) 장치가 101.2초의 안정상태 롱펄스 고도 구속 플라스마(high confinement plasma) 운행을 구현하여 세계 신기록을 세웠다. 이로써 EAST는 안정상태 고도 구속모드 운행 지속시간이 100초 수량급에 도달한 세계 첫 토카막 핵융합 실험장치가 되었다. 이는 중국의 자기구속 핵융합 연구가 안정상태 운행 차원의 물리·공학적 차원에서 세계 선두를 달리고 있음을 의미하며 또한 국제핵융합실험로(ITER)와 미래의 중국핵융합공정실험로(CFETR) 건설·운행에 중요한 과학적 의미를 부여하였다. 현재 세계 최대 규모의 국제과학기술협력 프로젝트인 ITER 계획은 인류가 미래 고효율 청정에너지원을 마련하기 위한 주요 경로이다. 안정상태 롱펄스 고도 구속 플라스마 운행을 구현하는 것은 미래 핵융합로를 위해 시급히 해결해야 할 핵심적 과학문제이다. EAST는 ITER와 유사한 첨단기술을 보유하고 있으며 향후 5년 내에 세계에서 유일하게 100초 시간규모를 초과한 롱펄스 고도 구속 핵융합 플라스마 관련 물리 연구 및 공학기술 연구를 수행할 수 있는 실험 플랫폼으로서 ITER 안정상태 운행을 예비 구현해야 하는 중요 사명을 안고 있다. EAST 연구팀은 지난 10년간 연구를 토대로 장시간 규모의 플라스마 배위 정밀 제어, 고성능 라디오파 가열 및 전류 구동, 고도 구속성능 플라스마 안정성, 플라스마와 벽의 상호작용, 입자와 열 방출, 핵심 분포 파라미터 실시간 진단 등 일련의 안정상태 운행과 밀접하게 연관된 핵심기술 및 물리적 문제를 집중적으로 해결하였다. 또한 다중 규모 물리과정 통합 및 코어부 구속과 경계, 디버터의 효과적인 호환 등 첨단 문제에 대한 심층 과학연구를 수행하였다. EAST는 저운동량 주입 순수 라디오파 가열, 텅스텐 디버터(Divertor) 등 ITER 미래 운행과 유사한 조건에서 성공적으로 아래와 같은 성과를 달성하였다. 전과정에서 교란폭이 보다 작은 경계면 불안정 현상(Edge Localized Mode)에 대한 고도 구속모드를 구현하였다. 또한 디버터 표적판의 열부하 및 텅스텐 이물질의 역류를 효과적으로 통제하였고 구속 향상인자 H98y2가 1.1보다 큰 완전 비유도전류 구동(즉, 안정상태) 고성능 플라스마를 획득하였다. 뿐만 아니라 선진적인 자기 배위 정밀 제어를 통해 플라스마 운행을 연착륙시켰다. 이외에도 초고진공, 저온, 대출력 전원, 초전도 자성체, 라디오파/중성빔 가열, 컴퓨터 제어 및 데이터 수집 등 시스템 안정상태 운행 성능을 검증하였다. 이번에 거둔 획기적 실험 성과로 EAST는 국제 자기구속 핵융합 실험 연구에서의 지위를 한층 더 높였다. 이와 관련한 과학연구 성과는 미래 ITER의 롱펄스 고도 구속 운행을 위해 중요한 과학적·실험적 기반을 제공하게 되며 더욱이 중국 차세대 핵융합 장치 CFETR을 위한 예비 연구, 건설, 운행, 인재 양성에 토대를 마련하게 된다. 그림 1: EAST에서 구현한 세계 최장시간 101.2초 고도 구속 방전 플라스마 관련 수치 정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201707/t20170705_4607479.shtml |
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