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고밀폐 플라스마의 제어

전문가 제언: ○ 토카막은 강력한 토로이달 자장으로 안정화된 도넛 형태의 플라스마 속에 전류를 흐르게 함으로써(플라스마 전류) 나선형의 자력선을 형성하고 하전입자인 이온과 전자를 가두는 핵융합로 장치이다.

○ 토카막 플라스마의 성능을 나타내는 기준으로 일반적으로 플라스마 에너지의 밀폐 시간과 플라스마의 내부 압력이 거론된다. 이들은 보통 규격화된 값으로 나타내며 밀폐 시간은 밀폐 개선계수, H로 내부 압력은 βg로 나타내고 있다.

○ 밀폐의 개선은 플라스마 전류의 저감화와 플라스마 크기의 소형화가 효과적이고 베타값의 향상은 핵융합 출력 밀도와 밀접한 관계가 있다. 현재까지 토카막 실험에서 얻어진 값은 특별한 조작이 없으면 H=1, βg =1이 표준값으로 얻어지나 여러 가지 연구로부터 최근에는 이들 값이 모두 2~3의 값으로 운전되는 방법들이 채택되고 있다.

○ 고밀폐 플라스마는 세계 각국이 토카막이나 나선형 장치에서 얻어지고 있으며 그에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 고밀폐 플라스마의 제어는 밀폐에 대한 메커니즘과 응답 특성에 대한 이해가 필요하다. 토카막과 나선형 모두 전장 시어(shear)가 수송 장벽 형성에 크게 기여하는 것 중의 하나이지만, 전장 시어의 형성 메커니즘과 그에 대한 수송 응답은 서로 다르다.

○ 이 자료는 토카막과 나선형 장치에 대한 고밀폐 플라스마의 제어에 대한 개요를 설명하고 있으며, 또한 정상상태의 핵융합로에 대한 향후의 과제와 문제점에 대해 설명하고 있다. 이러한 자료는 우리나라에서도 핵융합 연구의 기본 자료나 기초 이론으로서 활용할 수 있는 유용한 자료이다.

저자: SAKAMOTO Yoshiteru, IDA Katsumi
자료유형: 학술정보