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F4E R&D 프로그램과 용기내 더스트와 삼중수소에 관한 결과

전문가 제언: ○ 토카막 진공용기에서 플라스마-벽 상호작용은 방사선낙진과 수소동위원소(삼중수소 포함)를 생성하여 용기재료와 더스트에 잔류될 수 있다. 여기에서 진공용기는 이 방사선물질에 가장 중요한 유폐장벽으로 대표되는데 수증기가 진공용기에 들어오는 사고의 경우에는 고온의 금속과 더스트와의 화학반응에 의해 수소가 발생할 수 있고 수소동위원소는 용기내 부품, 예를 들어 저온펌프에서 탈착될 수도 있어 이에 대한 예방이 필요하다.

○ ITER의 정상상태(예를 들면 용기 내 유지관리를 위한 상습적인 누출)와 사고상태(예를 들면 공기와 수소/더스트 폭발)의 경우 진공용기의 긴장강도가 시험대에 오르게 되는 지경의 안전평가에서 강조된 방사선 위험 때문에, 우발적인 공기 진입량의 최대치에 대한 통제는 물론 진공용기의 더스트와 삼중수소 잔류에 대한 한계에 주의를 기울여야 한다.

○ 핵융합연구는 초기의 예상과는 달리 자기장 속에 가둔 초고온 플라즈마의 불안정성 때문에 많은 어려움을 겪었고 이를 극복하기 위해 요구되는 높은 기술수준으로 인해 지속적인 연구에 비해 발전의 속도가 늦어지고 있다. 현재 세계 3대 핵융합실험장치로 불리는 미국의 ‘토카막핵융합 실험로(TFTR), 유럽연합의 ’유럽공동연구 토러스(JET)와 일본의 ‘JT-60U 토카막’ 등과 같은 대형 토카막형 핵융합실험시설이 건설되었다. 이러한 시점에 국내에서도 미국, 유럽연합, 일본, 러시아의 공동협력 과제인 핵융합 에너지 연구 프로젝트에 더욱 적극적인 동참과 활약이 기대된다.

○ 2011년 11월 14-18일, 제53회 미국물리학회의 플라스마 물리학분회에 S. Cho를 위시한 한국인 6인이 저술하여 발표한 획기적인 논문의 하나로 더스트의 수송과 제거 실험(Transport and Removal experiment of Dust, TReD)으로 명명되었고, 토카막 더스트는 삼중수소나 활성금속(예, 삼중수소 잔류)으로 위험할 수도 있고, 증기 또는 공기 중에서 독성 및/또는 폭발성(화학적 활성)일 수도 있다. 그래서 더스트 입자 체류량의 제어는 ITER와 다음 단계인 핵융합장치의 안전한 가동에 치명적인 문제로 다루어져야 한다고 생각된다.

저자: F. Le Guern
자료유형: 학술정보