고주파 가열장치는 메가헤르츠(㎒)대 고주파의 전자기파 에너지를 이용해서 플라즈마를 가열하는 장치로, 오는 8월 본격 가동될 예정인 ‘차세대 초전도 핵융합연구장치(kstar)'의 가열시스템을 이루는 핵심 장치다. 고주파 가열장치는 플라즈마 내부의 고유한 이온공명 현상을 이용하여 플라즈마를 가열하고 토카막 전류를 구동하기 위한 장치로 고주파를 발생시키는 ‘고주파원(송출기)’, 고주파 전력을 플라즈마에 입사시키는 ‘안테나’, 고주파원과 안테나 사이에서 고주파 전력을 제대로 전달하기 위한 ‘정합장치’로 구성되어 있다. 특히 안테나는 수천만도 이상의 고온 플라즈마와 직접 대면하면서 고주파 출력을 전달해야 하므로 핵융합로의 가장 중요한 부품중 하나이다.
mw급 고출력 고주파 전송을 위한 고주파 전송용 진공창(vacuum feedthrough), 고주파 통과 직류차단(dc break), 임피던스 정합장치, 공냉식 전송선 등을 모두 국내 기술로 개발하였다. 한국원자력연구원은 고주파 가열장치의 성공적인 개발을 통해 선진국 수준의 고주파 관련 핵융합 기술의 우위를 확보하게 되었고, 핵융합 에너지 개발을 위한 대형 국제공동연구 iter 등 핵융합 실증로 및 핵융합 발전기술의 상용화 시기까지 기술선진국으로서 입지를 다질 수 있는 계기를 마련하였다. 또한 확보한 고주파 가열기술은 핵융합 발전 뿐만 아니라 반도체 및 금속/세라믹 가공, 고주파 무기, 우주선 추진체 개발 등 다양한 분야에 활용될 전망이다. 오는 8월 준공을 앞둔 ‘차세대 초전도 핵융합연구장치(kstar)’는 초전도 자석으로 만들어지는 토카막 방식을 채택한 우리나라의 핵융합 연구장치로, 플라즈마를 핵융합이 가능한 초고온(1억 도 이상)까지 가열하기 위한 가열시스템으로 중성입자빔 가열장치, 고주파 가열장치, 마이크로파 전자 가열장치 등을 갖추게 된다. 1> <저작권자 ⓒ 문화저널21 무단전재 및 재배포 금지>
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