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201503.06

[Fusion Live] 찾아가는 인터뷰 2화 – 박현거 KSTAR연구센터장

시스템 관리자   
https://fusionnow.nfri.re.kr/post/peoples/352

박현거 KSTAR연구센터장 “모두의 꿈을 모아 달라”

 

 

2040년 핵융합에너지의 상용화를 위해 세계 각국에서 다양한 연구가 진행되고 있는 가운데, 우리나라 초전도핵융합연구장치 ‘KSTAR’는 토카막 핵융합 장치의 플라즈마의 한계를 입증할 수 있는 잠재력을 갖춘 세계 핵융합 연구를 주도하는 장치로 주목받고 있는데요.

 

다양한 연구소의 사람들을 만나보는 시간! 지난 시간에는 함택수 선행기술연구센터장님을 소개해드렸는데요. 오늘은 대한민국 인공태양 KSTAR 연구의 총책임을 맡고 있는 세계적인 핵융합 석학 KSTAR연구센터 박현거 센터장님을 만나고 왔습니다!

 

그럼 지금부터 박현거 KSTAR연구센터장님의 이야기를 함께 들어볼까요?

 

Q. 먼저 국가핵융합연구소 KSTAR연구센터장으로 부임하신 소감 한 말씀 부탁드립니다.

 

A. 어려운 시기에 중임을 맡게 되었지만 차별성 있는 물리연구를 바탕으로 한 KSTAR 플라즈마의 안정성 및 구속성 연구를 이어갈 것입니다. 저의 꿈인 동시에 여러분의 꿈인 핵융합 에너지 개발에 필요한 고성능 정상상태 플라즈마 운전에서 세계무대에서 리더가 될 수 있는 기반을 마련하는데 최선을 다하겠습니다.

 

 

Q. 핵융합연구 거점센터인 포스텍 플라즈마 진단 및 정상상태 연구센터에 계실 때도 세계적인 연구 성과를 다 수 내신 것으로 알고 있습니다. 그동안 어떤 연구를 이끌어 오셨는지 소개해주세요.

 

A. 근 25년간을 프린스톤 대학 플라즈마 물리연구소에서 미국을 대표했고 삼중수소 실험을 성공리에 끝낸 TFTR 이라는 핵융합 장치에서 진단계개발과 수송물리연구에 집중했습니다. 후에 2차원 플라즈마 영상장치 개발에도 몰두했습니다. 핵융합 플라즈마 물리는 복잡계 물리의 대명사라 해도 과언이 아닙니다. 이를 논리적으로 연구하기 위해서는 누가 봐도 똑같이 이해하고 결론 내릴 수 있는 정확한 측정결과를 바탕으로 해야 합니다. 물리적 모델을 정립해야 예측 가능한 연구를 할 수 있다 생각하여 2차원 영상진단계 개발에 착수했습니다.

 

플라즈마 속의 전자 온도 및 밀도의 섭동을 2차원으로 측정 할 수 있는 첫 고해상도 2차원 영상장치를 2003년에 독일의 TEXTOR 장치에서 실현했는데 이후 현존하는 토카막 장치에는 다 설치가 됐습니다. 마지막으로 KSTAR에 설치한 최첨단 영상장치를 통해 세계최초로 H-모드 언저리에서 일어나는 핵융합 플라즈마 경계면 불안정현상(ELM, Edge Localized Mode)을 2차원으로 측정했고 이를 바탕으로 이론의 검증을 통해 예측 가능한 모델링 확립에 노력 중입니다.

 

Q. KSTAR 연구에서 가장 중점적으로 생각하고 계신 부분은 무엇인가요? 

 

A. KSTAR는 지금까지 만들어진 토카막 핵융합 연구장치 중 최고입니다. 물리 해석을 위한 가장 이상적인 장치로 건설됐습니다. KSTAR에서 토카막 플라즈마의 안정성 및 구속성 한계를 정량화해 다른 기존 장치와의 차별성을 이해한 뒤, KSTAR의 최종목표인 고성능 핵융합 플라즈마의 한계를 명확히 설정하고 다음 단계인 정상상태 플라즈마 운전을 중점적으로 생각하고 있습니다. 고성능 핵융합 플라즈마정상상태 운전을 위해 꼭 성취할 두 개의 분야가 있습니다. 첫째는 전류구동이고 둘째는 안정성 제어를 통한 구속성의 최적화입니다. 둘 다 오랫동안 연구되어 왔지만 아직 정상상태로 가기 위해서는 여러 과제가 남아있습니다.

 

효율적이고 새로운 전류구동 해법을 연구 개발하는 것은 국제핵융합실험로 ITER나 DEMO에 필수적인 연구 과제이며, 안정성 제어를 위해서는 좀 더 확실한 물리적인 모델링이 필요합니다. 따라서 우리의 최첨단 진단장치를 통한 데이터를 가지고 현존하는 주요 MHD(자기 유체 역학 발전)의 불안정성 모델을 발전시켜 예측 가능한 모델로 만들어 ITER나 그 후의 핵융합연구에 실용화 시키자 하는 겁니다. 

 

 

Q. 국가핵융합연구소 KSTAR 연구센터장으로서 앞으로 어떻게 KSTAR를 이끌어 가실지 계획을 알려주세요.

 

A. 우리의 핵융합 플라즈마 연구 역사는 짧습니다. 그러나 우리의 자랑인 KSTAR에서 체계적이면서 창의적인 연구가 가능합니다. 이유는 간단합니다. KSTAR는 지금까지 지어진 토카막 장치 중에서 가장 공학적으로 완벽한 장치로 자장의 균일성과 대칭성이 가장 좋은 장치입니다. 그 영향이 관측된 여러 물리현상에서 나타나고 있습니다. 역사는 짧지만 최첨단 진단장치를 통해 다른 장치에서 측정되지 않는 물리현상을 측정해 토카막 핵융합 장치에서의 물리 연구를 빠른 시간에 재정립 할 수 있습니다. 이를 바탕으로 핵융합에너지 개발에 주도적인 역할을 할 수 있는 기반을 마련하는 게 우선입니다. 이를 위해 모든 연구원들이 자부심을 갖고 각 분야, 각 문제마다 창의적 해결방법을 찾는 연구 분위기를 만들 계획입니다. 우리가 취약한 이론과 모델링은 선진국과의 국제협력을 최대한 활용 할 예정입니다. 참여하는 선진국 연구자들이 우리를 도와주는 측면도 있지만 평생을 이론과 모델링을 한 연구자들이 자신이 개발한 모델링을 정량적으로 확인할 수 있는 유일한 장치라는 점에서 선진국 연구자들도 KSTAR에서 연구하고 싶어합니다.

 

Q. 안팎으로 함께할 핵융합 연구자들과 미래 핵융합 연구자를 꿈꾸는 학생들에게 한 말씀 부탁드립니다.

 

A. KSTAR는 다른 장치와 달리 처음부터 잘 설계되고 정밀하게 설치된 핵융합 장치로 우리의 자랑입니다. KSTAR는 토카막 핵융합 장치 연구에서 풀어야 하는 플라즈마 제어 분야의 난제를 풀어낼 수 있는 잠재력을 갖췄습니다. 핵융합 플라즈마의 안정성 및 구속성의 어려움을 이해하고 이를 바탕으로 미래 연구자들이 핵융합 에너지 개발 분야를 리드 할 수 있는 기반을 마련한다는 마음, 그리고 여러분의 능력과 노력도 필요합니다. 국제 공동연구를 통한 ITER의 성공을 바탕으로 더 진보된 한국형 DEMO 개발에 매진할 기회와 다 같이 일 할 수 있는 연구의 장을 함께 만들어 봅시다.

 

박현거 KSTAR연구센터장님은 지금까지 만들어진 토카막 장치 중 KSTAR가 물리 해석을 위한 가장 이상적인 장치이며 또한 최첨단 진단 장치에서 생성되는 새롭고 정확한 물리현상 때문에 우리의 핵융합 플라즈마 연구 역사는 짧지만 KSTAR에서 체계적이면서 창의적인 연구가 가능하다고 이야기 하는데요.

 

대한민국의 자랑인 'KSTAR'를 통한 연구에서 참여연구원들이 자부심을 가지고 효율적인 연구를 통해 핵융합에너지 상용화시기를 앞당기는데 기여하기를 기대해 봅니다! 

 

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