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KSTAR

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201308.23

한국의 인공태양 ‘KSTAR’의 탄생

시스템 관리자   
https://fusionnow.kfe.re.kr/post/kstar/37

강산이 한 번 변하고도 남을 시간인 12년 간의 노력 끝에 지난 2007년 9월 드디어 KSTAR가 완공되었습니다. 핵융합에너지를 만들 수 있는 태양과 같은 환경을 인공적으로 만들기까지 수많은 연구자들의 기술과 노력이 들어갔는데요. 지금부터 타임머신을 타고 KSTAR가 완공되기까지의 과정을 사진으로 만나보겠습니다.

 

 ▲ 1996년 1월 : 핵융합연구개발사업단 출범식

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세계에서 최초로 시도되었던 신소재 초전도 핵융합장치인 KSTAR를 건설하는 일은 쉽지 않았습니다. 기존 건물에 연구시설을 설치하는 일반 연구시설과는 조금 달랐기 때문이죠. KSTAR 건설 사업은 1995년 계획을 확정되고, 1996년 핵융합연구개발사업단이 출범하게 되면서 본격적으로 시작되었습니다.


▲ 1998년 12월 : 핵융합 특수실험동(현 국가핵융합연구소) 건설 기공식


▲ 1999년 6월 : 공사가 한창인 핵융합특수실험동 건설현장


핵융합연구개발사업단이 출범 2년 후인 1998년에는 핵융합장치인 KSTAR가 들어설 핵융합특수실험동의 설계를 끝내고 건설에 들어가는 것을 알리는 기공식이 있었습니다. 이 건물은 지금의 국가핵융합연구소를 대표하는 건물이기도 합니다.

▲ 2002년 4월 : KSTAR 주장치실 안전커버 설치 


2002년 4월 KSATR 주장치 조립을 위해 바탕이 될 주장치실의 안전커버를 설치하고 있는 현장입니다. 2002년에는 장치 건설에 필요한 주요 구조물의 제작이 이루어졌는데요. 핵융합의 기틀이 되는 연구동이 완성된 것도 바로 2002년 입니다. 1995년에 처음 사업계획을 확정하고, 본격적인 연구를 위한 기반을 다지는데 7년이 걸렸습니다.

▲ 2004년  1월 : KSTAR 주장치 조립 착수

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▲ 2004년 7월 진공용기 완성

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연구동이 완성된 후부터 KSTAR 연구는 본격적인 활성화 기반을 마련하기 시작했습니다. 2002년 초전도 자석 제작 착수, 2003년 초전도자석 전류시험 성공을 거쳐 2004년 비로소 주장치 조립이 시작되었습니다.


▲ D형 초전도자석 전량(16개) 조립완료

▲ 2006년 9월: 원형 초전도자석(PF) 조립 완료


뜨거운 플라즈마를 가두고 유지하기 위해서는 저항없이 아주 강력한 자기장을 만들 수 있는 3가지 형태(TF,PF,CS)의 초전도 자석을 사용해야 합니다. 2006년에는 D자형 형태로 플라즈마를 가두는 역할을 하는 TF 자석 및 원형 초전도자석인 PF자석의 조립이 완료되었습니다. PF 자석은 플라즈마의 위치를 조정해주는 역할을 합니다.

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▲ 2006년 10월 : 중심 솔레노이드 자석(CS) 조립 현장


▲ 2006년 12월: 모든 초전도 자석이 설치된 KSTAR 장치

▲ 2007년 1월: 저온용기 실린더 조립


▲ 저온용기 리드(Lid) 조립


이어서 KSTAR 장치의 가장 중심을 차지하는 중심 솔레노이드 자석까지 모든 초전도 자석이 조립되고 초전도 자석을 구동을 위해 냉각을 유지시켜주는 저용용기 실린더 및 리드 조립, 진공배기 등의 작업이 진행된 후, 드디어 11년 8개월 만인 2007년 9월 한국의 인공태양 KSTAR의 조립이 완료되었습니다.


▲ 2007년 완성된 KSTAR의 초기 모습


▲ 2011년 KSTAR의 모습

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1995년 국가핵융합연구개발 기본계획이 확정된 이후 12년간 한길을 달려온 KSTAR의 완성 모습입니다. KSTAR는 2007년 완성 이후에도 지속적인 성능향상을 위한 작업이 진행되고 있어 현재는 더 많은 부대장치가 조립된 복잡한 모습으로 변해있습니다.

12년 간 공들여 완공한 KSTAR는 완공 이듬해인 2008년에 최초 플라즈마를 성공적으로 달성하고 본격적인 핵융합 플라즈마 연구를 추진할 수 있는 기반을 마련했습니다. 또한 2011년까지 총 네 번의 플라즈마 발생 실험을 성공적으로 마쳤습니다. 올해는 7월부터 9월까지 실험에 들어가게 됩니다. 앞으로도 ‘국가 에너지 자급자족’이란 목표를 향해 나아갈 KSTAR의 모습, 기대해 주세요.




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