고융점 금속 혼합 공정을 통한 핵융합 플라즈마 대면재 개발 개요.KAIST 제공
KAIST 원자력및양자공학과 류호진 교수팀은 여러 원소를 혼합해 핵융합 플라즈마의 대면재로 사용할 수 있는 신소재 합금을 개발했다고 24일 밝혔다.
핵융합 발전에는 강력한 자기장으로 1억℃가 넘는 플라즈마를 안정적으로 유지시켜주는 토카막(tokamak) 용기가 사용된다.
토카막 용기는 플라즈마의 고온에 의한 열부하, 플라즈마 이온, 중성자 등으로 손상을 입기 때문에 그 내구성이 가장 중요하다.
토카막 용기를 보호하기 위한 대면재로 텅스텐이 쓰이고 있으며 과학계는 더 안전하고 완벽한 핵융합 발전을 위해 고성능 신소재 개발에 나서고 있다.
류호진 교수는 여러 금속 분말을 혼합해 소결하는 분말야금 기술을 이용, 텅스텐보다 경도와 강도가 2배 향상된 신소재 합금을 제조했다.
이 신소재합금은 크롬, 티타늄 등이 첨가돼핵융합시, 방사화 현상(중성자와 반응해 방사성 높은 원소로 바뀌는 현상)을 방지하고 경도도 향상됐다.
류 교수는 “이번 연구결과로 핵융합 및 원자력용 고융점 저 방사화 금속을 개발하고자 하는 시도가 전 세계적으로 활발해질 것으로 예상된다”고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)’ 5월 16일자에 게재됐다.
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