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[KSTAR연구센터]ITER 기본운전모드의 성능조건에서 3차원 자장을 이용한 경계면 불안정성억제 장시간 구현 성공 (세계 최장 ~34초 달성)

글쓴이운영자

등록일 2018-05-04

ITER 기본운전모드의 성능조건에서 3차원 자장을 이용한 경계면 불안정성억제 장시간 구현 성공 (세계 최장 ~34초 달성) 에 대한 주기여자, 주요 연구성과, 우수성 및 차별성, 기대효과 및 파급효과, 관련근거입니다.
연구성과2 ITER 기본운전모드의 성능조건에서 3차원 자장을 이용한 경계면 불안정성억제 장시간 구현 성공 (세계 최장 ~34초 달성)
주기여자 인용균, 전영무, 박건영, 이재현, 고원하, 이형호, 김기민, 진종국
박종규(PPPL), 안준욱(ORNL)
주요 연구성과 정성적 성과
- 3차원 자장을 이용해서 핵융합 플라즈마의 최대난제 중 하나인 경계면 불안정성(edge-localized-modes) 억제를 시킨 상태로 고성능 플라즈마(ITER 기본운전모드의 성능수준)를 세계 최장인 ~30여 초를 지속시킴으로, 이후에 핵융합 플라즈마의 정상상태 운전에서도 적용 가능성 실증
- 핵융합 연료의 내벽용기 침투포화시간(~30여 초)을 상회하도록 경계면 불안정성을 억제, 지속시킨 세계 최초의 고성능 플라즈마임
우수성 및 차별성 우수성
- 3차원 자장을 이용한 불안정성 제어를 장시간 운전 가능한 KSTAR에서 사실상 정상상태(nearly stationary)로 달성한 최초의 사례
- ITER 기본운전모드의 성능수준인 betaN ~ 2 에서의 장시간 경계면 불안정성 제어를 구현함으로써 관련 기술의 ITER 적용 가능성 확대
차별성
- 3차원 자장 중에서도 플라즈마 멈춤현상을 야기시킬 위험이 큰 이유로 통상 회피하는 n=1 공명자장을 이용했으며, 모델링을 통한 사전예측 가능 능력 확보
기대효과 및 파급효과 기술적 측면
- 경계면 불안정성제어에 n=1 공명자장을 이용해서도 장시간 지속할 수 있음을 보임으로서 현재까지는 핵융합로 내부에 설치되어있는 3차원 자장코일을 용기외부에 적용 가능성을 높임
경제적 및 사회적 측면
- 핵융합로의 정상상태 운전을 위해 필수적인 요소인 불안정성의 제어에 3차원 자장을 이용한 기술력 선점으로 세계핵융합연구에 선도적 위치에 도달
관련근거 3차원 자장 (녹색)을 이용한 불안정성 제어 (하단 검정)를 구현한 세계 최장 핵융합 플라즈마 달성 사진
3차원 자장 (녹색)을 이용한 불안정성 제어 (하단 검정)를 구현한 세계 최장 핵융합 플라즈마 달성

담당부서연구관리팀