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201809.05

어느덧 2만 샷…KSTAR “이만큼 해냈다”

이하나   
https://fusionnow.nfri.re.kr/post/kstar/846

플라즈마 발생 실험 2만 회 달성, 긴장과 감동의 현장 표정
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KSTAR 연구진이 플라즈마 실험 2만 회 달성을 축하하며 기념촬영을 했다. 손으로 승리의 ‘V’이자 2만 회 달성을 뜻하는 ‘2’를 그리고 있다.
 

 

“2만 번째 샷이라고 특별할 것은 없습니다. 그동안 했던 플라즈마 발생 실험의 연장선이죠.”

 

 윤시우 KSTAR 연구센터장의 표정은 담담했습니다. 플라즈마 실험 2만 회 달성 의미를 묻는 말에도 “아직 갈 길이 멀다”며 말을 아꼈는데요. 하지만 오전 일찍부터 KSTAR 제어실에서 상황을 점검하던 윤 센터장은 모니터에서 눈을 떼지 못했습니다. 다른 연구진도 마찬가지였습니다. ‘평소 플라즈마 실험과 다를 바 없다’는 듯 차분한 표정을 지으면서도 삼삼오오 짝을 이뤄 수시로 모니터를 체크했습니다. 차분하지만, 팽팽한 긴장이 제어실을 휘감았습니다.

 

 9월 4일 오전 11시 20분, 드디어 국가핵융합연구소 KSTAR 제어실 벽면에 설치된 디스플레이 알림판 숫자가 ‘20,000’으로 바뀌고 플라즈마 실험 시작을 알리자 박수가 터져 나왔습니다. 그때까지 무표정한 얼굴로 제어실을 오가며 모니터를 체크하던 연구진의 표정에도 미소가 번졌습니다. 언제 준비했는지 짧은 축하 문구가 적힌 응원피켓도 등장했습니다. 국내에서 개발한 초전도핵융합장치 KSTAR가 플라즈마 발생 실험 2만 회를 기록한 순간이었습니다.

 

KSTAR는 2만 회 플라즈마 발생 실험으로 장치의 우수성과 안전성을 다시 한번 입증했다.

 


◇ 숫자보다 중요한 것은 ‘장시간·고성능’

 

 한국의 ‘인공태양’ KSTAR는 지난 2008년 6월 첫 번째 플라즈마 발생에 성공했습니다. 그 후 매년 2천 샷(shot. 플라즈마 발생 실험 단위) 안팎의 플라즈마 실험을 수행했고요. 드디어 이날 2만 샷을 돌파했습니다. 10년 동안 쉬지 않고 2만 샷까지 달려왔다는 것은 KSTAR가 그만큼 우수하고 안정적인 핵융합 장치라는 사실을 의미합니다.

 

 더구나 그냥 횟수만 늘려온 게 아닙니다. KSTAR는 지난 2014년 플라즈마 발생 실험 1만 샷을 돌파하고, 4년 만에 2만 샷을 기록했는데요. 1만 샷 때까지는 플라즈마를 발생해서 기본적인 시간을 유지하는 능력치만 개발해서 검증하는 데 그쳤다면, 2만 샷은 ‘고성능’ 플라즈마를 1분 이상 ‘장시간’ 운전이 가능한 상태로 유지했습니다. 단순히 실험 횟수가 두 배 늘어난 것이 아니라 핵융합 상용화로 가기 위해 반드시 갖춰야 할 고성능과 장시간이라는 두 마리 토끼를 잡는 데 성공한 것입니다.

 

 전영무 KSTAR 연구센터 고성능시나리오연구팀장은 2만 샷 돌파의 의미를 이렇게 설명했습니다. “실험 횟수도 중요하지만, 그것보다 더 의미가 큰 것은 고성능 플라즈마 운전 시나리오를 적용해 실험하고 있다는 점입니다. 이렇게 2만 회를 달성하며 쌓은 플라즈마 발생 경험과 노하우는 궁극적으로 국제핵융합실험로(ITER)나 핵융합 DEMO 가동의 발판이 될 겁니다.”

 

KSTAR 제어실 벽면에 있는 플라즈마 실험 횟수를 나타내는 알림판이 20,000을 가리키고 있다.

 

 ☞KSTAR 캠페인 10년의 기록 https://goo.gl/VPfnq4

 

 

◇ KSTAR 우수성·안정성 다시 한번 입증

 

 윤 센터장은 장치의 우수성과 고성능의 플라즈마를 장시간 운전할 수 있는 능력을 다시 한번 입증했다는 점을 2만 회  돌파의 가장 큰 의미라고 밝혔습니다.

 

 “사실 다른 나라 핵융합 장치의 경우 플라즈마 발생 실험을 반복하다 보면 크고 작은 문제가 많이 발생했습니다. 그런데 KSTAR는 1년에 2,000번씩 지난 10년 동안 2만 번 실험했는데도 거의 문제가 발생하지 않았어요. 이것은 KSTAR 장치가 그만큼 기술적으로 뛰어나고 안정적이라는 것을 의미합니다. 이와 함께 2만 번이라는 숫자도 의미가 있겠지만 2만번의 실험 경험에 기반하여 고성능의 플라즈마를 장시간 운전할 수 있는 기술과 능력이 축적되었다는 사실이 중요합니다.”

 

☞상용화 향한 100초 운전 시동 ‘2018 KSTAR 캠페인 https://goo.gl/SWwfFo

 

 특히 KSTAR는 올해 2만 샷을 넘어서면서 또 한 번의 질적 도약을 기대하고 있습니다. 초기 플라즈마 운전 시나리오를 개선해 안정적으로 운전할 수 있는 방법을 찾고 있는데요. 이를 위해 KSTAR 연구진은 플라즈마를 켜는 방식을 바꿔서 테스트를 진행하고 있습니다. 플라즈마를 켜려면 전압이 필요한데 기존에는 3V의 전압을 걸어주는 방식을 적용했습니다. 하지만 올해 2만 샷을 전후해 4V 정도의 고전압을 걸어주는 방식으로 바꿨습니다.

 

 윤 센터장은 “이 방법이 성공하면 설사 장치 상태가 좋지 않아도 플라즈마를 발생시킬 수 있다”라며 “나중에 더욱 긴 시간 동안 플라즈마를 발생시키고 운전하는 데 크게 기여할 수 있는 실험이 될 것”이라고 덧붙였습니다.

 

국가핵융합연구소의 직원들이 20,000샷 달성을 축하하고 있다.

 


◇ 대기록 순간에도 평소 같았던 하루

 

 윤 센터장의 설명처럼 이날 2만 번째 샷은 표면적으로만 보면 다른 샷과 크게 다르지 않습니다. 하지만 KSTAR 연구진에게 ‘20,000’은 단순한 숫자가 아닙니다. 핵융합이라는 대역사(大役事)를 위해 KSTAR가 지난 10년 동안 걸어온 역사(歷史)이자 흔적입니다. 한국 핵융합 기술을 선진국 수준으로 끌어올린 땀방울입니다. 연구진 모두 그 무거운 의미를 알기에 어쩌면 더 담담한 표정으로 평소처럼 임했는지도 모릅니다.   
 
 실제 KSTAR 플라즈마 발생 실험 2만 샷을 달성한 이날 오전도 평소와 크게 다르지 않았습니다. 오전 9시 핵융합실험동 1층 회의실에서는 브리핑 회의가 열렸는데요. 플라즈마 운전 기간 매일 열리는 매일 열리는 미팅입니다. 회의 주제는 크게 두 가지입니다. 당일 플라즈마 발생 실험의 계획을 점검하고, 전날 실험 결과를 간단하게 평가합니다. 

 

 브리핑 회의에는 KSTAR를 직접 운전하는 실험팀은 물론 이론팀, 심지어 KSTAR를 통해 실험을 진행하기 위해 파견 온 외부 연구팀도 참여합니다. 실제 이날 브리핑 회의에도 플라즈마 진단장치를 실험하기 위해 국가핵융합연구소로 출장 온 스티브 스콧 MIT 박사도 참여해 실험 결과를 공유하고 KSTAR 연구진과 의견을 교환하기도 했습니다.   

 

 큰 이슈 없이 부드럽게 회의를 마치는 날도 있지만, 그렇지 않은 날도 많습니다. 샷마다 실험 시나리오가 다르기 때문에 매번 새로운 이슈가 등장합니다. 때로는 날 선 질문과 토론이 이어지기도 하는데요. 2만 샷이 예정되어 있기 때문일까요? 이날 오전 회의에서는 플라즈마 발생 장치의 진공 상태를 두고 다소 긴장도 높은 토론이 진행되었습니다. 
 

플라즈마 발생 실험 20,000샷 달성의 순간을 지켜보고 있는 직원들


◇ “가자! 20,000 넘어 50,000까지~”

 

 회의가 끝난 9시 30분께부터 이날 계획된 샷에 본격 돌입했습니다. 처음에는 필수 연구진만 있던 제어실이 조금씩 붐비기 시작했습니다. 19,996, 19,997, 19,998, 19,999……. 디스플레이 알림판의 숫자가 바뀔 때마다 뜻깊은 순간을 함께 하려는 연구진은 하나둘 늘었습니다. 누구도 큰 소리를 내거나 들뜬 표정을 짓지 않았지만, 이날 2만 샷 돌파의 의미를 누구보다 잘 아는 연구진은 너나없이 약간은 상기되고 긴장된 표정으로 알림판을 주목했습니다.

 

 마침내 알림판 숫자가 ‘20,000’으로 바뀌었습니다. 짧은 감탄사와 짧은 박수가 터져 나오고 연구진의 얼굴에 미소가 번졌습니다. 거창한 행사나 특별한 이벤트는 없었습니다. 기념촬영과 함께 도넛과 음료로 간단한 다과의 시간을 가졌습니다. 다과회 메뉴로 도넛을 준비한 것도 나름대로 이유가 있습니다. KSTAR의 토카막은 플라즈마를 가두기 위해 자기장을 이용하는 도넛형 장치인데요. 도넛으로 ‘도넛형 장치’의 기록 달성을 축하하고 의미를 되새기자는 취지였습니다.

 

 무엇보다 눈에 띈 것은 연구진이 손에 쥔 응원피켓이었습니다. “이만큼 해냈음”, “눈 깜짝할 새 2만 샷”, “KSTAR 2만 샷 피땀눈물”, “우윳빛깔 KSTAR”, “가자! 20,000 넘어 50,000까지~” 짧지만 아이디어 톡톡 튀는 응원 문구는 2만 회 달성의 뿌듯함과 자부심, 앞으로의 포부가 가득했습니다.

 

 누군가 “모든 기록은 깨지기 위해 존재한다”라고 말했다죠? KSTAR의 2만 샷 기록도 머지않아 까마득한 옛이야기로 들리게 될 것입니다. 불과 4년 전에 1만 샷을 달성했던 것처럼 말이죠. 이제 KSTAR는 2만 샷 달성을 뒤로하고 더 뜻깊은 기록을 향해 달려갈 것입니다. 올해는 고성능 플라즈마 100초 달성, 내년엔 1억℃ 플라즈마 운전 등입니다. 그다음은 무엇일까요? 벌써 기대가 모아집니다.

 

한국의 인공태양 KSTAR! 20,000큼 해냈다!!!

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