세계 핵융합 학계가 30년간 풀지 못했던 난제에 대해 국내 과학자들이 새로운 해석을 내놨다. 박현거 UNIST 자연과학부 교수와 윤건수 포스텍 첨단원자력공학부 교수팀은 자기장에서 생겨난 난류가 ‘핵융합 플라즈마 경계면 불안정성 현상’을 억제하는 원리를 밝혀냈다고 9월 8일 밝혔다.
태양에서는 핵융합이 일어나면서 에너지가 생긴다. 지상에서 핵융합을 실현하려면 고온의 플라즈마를 안정적으로 가둘 수 있어야 한다. 대개 토카막에 자기장으로 플라즈마를 가둔다. 하지만 외부와 압력 차이가 큰 탓에 불안정하다는 문제점이 있었다.
특히 핵융합 플라즈마 경계면에 파도 모양의 패턴이 나타나는 것이 문제였다. 이 현상으로 플라즈마 가장자리가 터져 토카막 내부가 손상되기 때문이다. 지금까지 세계 핵융합 연구자들에게는 이 패턴이 나타나지 않게 하거나 플라즈마가 붕괴하지 않게 하는 것이 숙제였다.
연구팀은 국가핵융합연구소의 초전도핵융합연구장치(KSTAR)를 이용해 자기장으로 플라즈마를 제어할 때 생기는 작은 소용돌이에 주목했다. 그리고 이 난류 덕분에 플라즈마가 붕괴하지 않는다는 것을 알아냈다. 과거 비슷한 연구 결과가 있었지만, 구체적인 원리까지 밝힌 건 이번이 처음이다. 윤건수 교수는 “목성 표면에 있는 대적반이 주변 난류와 상호작용하면서 안정적인 구조를 유지하는 것과 비슷하다”고 설명했다. 이번 연구 결과는 ‘피지컬 리뷰 레터’ 8월 12일자에 게재됐다.
출처 : 동아사이언스 http://www.dongascience.com/news/view/13987