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구형 토카막의 정상화 현황

전문가 제언: ○ 1990년대에는 핵융합 연구개발 경향이 장치의 대형화와 다양한 형태를 연구하는 것이었다. 미국의 D111-D는 강한 플라즈마를 시도하였지만 영국의 START, MAST와 미국의 NSTX는 구형 플라즈마를 만들려고 노력하였다.

– 또한 1990년대에는 일본의 LHD, 프랑스의 Tore-Supra, 러시아의 T-7 그리고 일본의 TRIAM-1M 등에서 초전도 핵융합 연구 장치가 제작되었으며 일부는 그 운전성과를 보이기 시작하였다.

○ 2000년대에는 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor) 핵융합 연구를 위한 집중화가 이루진 시기라 할 수 있다. 오랫 동안 추진되어 오던 ITER 건설지가 프랑스로 확정되었고 한국, EU, 미국, 일본, 러시아, 인도, 중국 등 7개국의 참여도 확정되었다.

– 또한 완전 초전도 핵융합 연구 장치에 대한 기대가 커졌으며 ITER 장치와 같은 완전 초전도형 토카막으로는 한국의 KSTAR와 중국의 EAST 등이 건설이 완료되어 시운전에 들어갔다.

○ 일본은 대형의 완전 초전도 토카막으로서 JT-60SA를 설계 중이며 완전 초전도형 나선형(helical) 실험 장치로는 LHD가 안정되게 운전 중에 있다. LHD와 같은 초전도 핵융합장치는 장시간 운전을 위한 연구가 기본이며 프랑스의 Tore-Supra는 토카막으로서 400여 초의 운전시간 달성에 성공하였다.

○ 핵융합 발전소가 실용화되기 위해서는 쉬지 않고 연속 운전하는 것이 가능해야 한다. 경제성을 높이기 위해 가로 세로비가 낮고, 가늘고 길게 설계하여 성능을 더욱 높이는 것이 과제라고 생각된다. 한편으로 일반형 토카막보다 높은 베타값 안정성과 우수한 자발전류 운전을 기대할 수 있는 구형 토카막(ST)에 대한 연구도 진행해 볼 필요가 있다고 사료된다.

저자: TAKASE Yuichi, MAEKAWA Takashi
자료유형: 학술정보