중국, 세계 최대 핵융합로 자석 시험 성공…'인공 태양'의 핵심 이정표

582톤 초전도 자석: 핵심 제원

이 D자형 토로이달 필드 코일은 핵융합 장치를 위해 만들어진 단일 자석 중 가장 크고 강력합니다. 주요 제원은 다음과 같습니다.

• 무게: 582미터톤
• 크기: 길이 21m, 폭 12m, 높이 3.3m
• 전류: 시험 중 60킬로암페어(kA)의 안정적인 전류 유지
• 저장 에너지: 시험 중 코일당 6.03메가줄(MJ)
• 자기장 세기: 약 6.5테슬라(T) — 병원 MRI 장비의 약 2~4배
• 플라즈마 가둠: 섭씨 1억 도(태양 핵 온도의 약 6배)로 가열된 플라즈마를 가두도록 설계
• 수명: 약 40,000회의 플라즈마 펄스 작동 가능

이 D자형 코일 16개가 최종적으로 조립되어 BEST 원자로의 토로이달 자기장을 형성합니다 .

ITER와의 비교

중국의 TF 자석은 두 가지 주요 측면에서 국제 핵융합 실험로(ITER)의 동급 자석을 능가합니다.

• 부피: ITER TF 자석 부피의 1.3배
• 저장 에너지: ITER 동급 자석의 약 3배

하지만 ITER 자체가 훨씬 더 큰 장치(주반경 약 6.2m)이며 BEST(주반경 3.6m)는 이와 직접 경쟁하기보다, ITER 가동 전에 세계에서 가장 큰 중수소-삼중수소(D-T) 토카막으로 운영되어 중국의 기존 EAST 토카막과 더 큰 규모의 CFETR(중국 핵융합 공학 시험로) 사이를 연결하는 가교 역할을 합니다 .

또 다른 핵심 부품: 중앙 솔레노이드

TF 자석과 함께, CRAFT 프로그램 하에서 중앙 솔레노이드(CS) 모델 코일도 최종 시험을 통과했습니다 . 이 조립체는 토로이달 필드 자석과 중앙 솔레노이드 코일로 구성됩니다 . 중앙 솔레노이드는 토카막의 '점화 장치' 역할을 하며, 플라즈마 전류를 유도하고 유지하는 데 결정적입니다 . ASIPP 연구원은 중앙 솔레노이드의 성능이 "핵융합 장치의 시동과 지속 여부를 직접 결정한다"고 설명했습니다 .

6년 간의 국내 자력 개발

두 자석 모두 중국의 국가 대형 과학 시설인 CRAFT(종합 핵융합 기술 연구 시설) 프로젝트의 일환으로 허페이에서 개발되었습니다 . 주요 내용은 다음과 같습니다.

• 개발 기간: 약 6년
• 국산화: 초전도 재료, 구조 설계, 제조 공정을 모두 국내 기술로 개발하여 핵심 기술의 100% 국산화 달성
• CRAFT 시설: BEST 원자로에 설치되기 전에 실제 크기의 핵융합로 부품을 개발하고 시험하기 위해 특별히 구축됨

일정: BEST 원자로와 핵융합 발전 목표

중국은 핵융합 프로그램에 대한 공격적인 일정을 제시했습니다.

• BEST 원자로 건설: 2023년 6월 30일 착공, 2027년 말 완공 예정
• 첫 플라즈마: 2027년 말 예상
• 첫 핵융합 발전: 2030년경 핵융합 발전 실증 목표 (종종 '최초의 핵융합 전구' 점등으로 표현)
• BEST 이후: 더 큰 규모의 CFETR(또는 CFEDR)은 2030년경 가동을 목표로 하며, 이후 수십 년 내에 상용 핵융합 발전소가 전력망에 통합되는 것을 목표로 합니다

영국 주간지 이코노미스트에 따르면, 이 일정은 중국이 핵융합 에너지 개발에서 다른 국가들보다 약 10년 앞서 있다고 평가했습니다 .