강찬수 핵융합연구소 박사, '열속 계산 수치해석코드' 자체 개발

(강찬수 국가핵융합연구소 박사) 

아주경제 한준호 기자 = 국가핵융합연구소는 25일 초고온 플라즈마를 발생하는 핵융합로 내부의 열속을 측정할 수 있는 ‘열속 계산 수치해석코드’를 자체 개발했다고 밝혔다.

열속 계산 수치해석코드는 적외선 카메라로 측정한 핵융합로 내벽의 표면온도 변화를 열전달 방정식으로 풀어내 열속을 계산할 수 있는 코드다.

강찬수 핵융합연구소 박사 등이 개발한 열속 계산 코드 ‘NANTHELOT (Numerical Analysis for THErmal Load Onto Target)’는 기존 코드와 달리 3차원 계산이 가능하며, 핵융합로 내벽 모양에 구애 받지 않고 열속 측정이 가능하다. 이는 기존 코드보다 열속 계산 결과의 신뢰도와 활용도를 훨씬 높여준다.

기존 열속 계산 코드들은 비선형적 구조물에 적용하기 힘들고, 2차원의 계산만 가능해 핵융합로 내부 열속 계산의 신뢰도가 떨어진다는 단점이 있었다.

열속 계산 코드를 활용한 정확한 열속 측정은 핵융합로 내벽 타일과 같은 높은 열속을 견딜 수 있는 핵융합 재료 개발과 열속 자체를 줄이는 연구에 필수적으로 향후 핵융합로의 내구성 확보를 위해 필요한 중요 기술이다.

1억도 이상의 초고온 플라즈마가 발생하는 핵융합로 내부의 열속은 지구로 귀환할 때 우주왕복선이 받는 열속의 수백 배에 달하는 곳도 있어, 이를 견딜 수 있는 핵융합 재료의 개발은 핵융합 상용화를 위한 핵심 과제 중 하나로 꼽힌다.

NANTHELOT는 국내 초전도 핵융합장치인 KSTAR의 열속 측정 연구에 활용되고 있으며, 최근 스위스 로잔연방공과대학(EPEL)의 요청으로 스위스의 핵융합연구장치인 TCV에 적용하게 되면서 세계적으로 그 우수성을 입증받기도했다.

이는 핵융합연구소에서 개발한 소프트웨어를 해외 연구기관에 수출한 첫 번째 사례로, 그동안 초전도핵융합장치인 KSTAR의 건설과 운영을 통해 핵융합 연구 역량을 인정받고 있는 우리나라가 소프트웨어 분야에서도 세계 핵융합연구에 기여하고 있다는 것을 보여주는 성과다.

김기만 핵융합연구소장은 “이번 코드 개발과 같은 핵융합 진단 분야 기술 개발은 핵융합 상용화 연구를 위한 핵심 분야 중 하나이다. 이번 성과를 바탕으로 우리나라가 핵융합 진단 분야에서도 세계적인 선도국으로 성장하도록 노력하겠다”고 밝혔다.