韓 연구진, '플라즈마 다중 스케일 연계 현상' 입증…핵융합 신기술 단초 될까

작성일 08-07

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 핵융합+우주물리 분야 융합연구 성과…난제 해결 실마리 제공 미시 자기 난류 발생 시 플라즈마의 거시적 구조 변화 입증 
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 <img alt="과학기술정보통신부는 서울대학교와 아시아태평양이론물리센터(APCTP) 공동 연구팀이 플라즈마 다중 스케일 연계 현상을 입증했다고 7일 밝혔다. 사진은 자기 난류 발생과 3차원 자기 재연결을 통한 자기유체 평형 변화의 모습. (사진=서울대 박종윤 박사 제공) *재판매 및 DB 금지" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/07/newsis/20250807000153669yrgt.jpg" data-org-width="720" dmcf-mid="x816x8HEYQ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/07/newsis/20250807000153669yrgt.jpg" width="658">
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 과학기술정보통신부는 서울대학교와 아시아태평양이론물리센터(APCTP) 공동 연구팀이 플라즈마 다중 스케일 연계 현상을 입증했다고 7일 밝혔다. 사진은 자기 난류 발생과 3차원 자기 재연결을 통한 자기유체 평형 변화의 모습. (사진=서울대 박종윤 박사 제공) *재판매 및 DB 금지
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 [서울=뉴시스]윤현성 기자 = 우리나라 연구진이 핵융합과 우주물리 분야의 융합연구를 통해 '플라즈마 다중 스케일 연계 현상'을 입증해냈다. 이번 연구성과를 통해 우주 근원 연구의 핵심인 플라즈마 물리의 난제를 해결할 실마리를 얻고, 향후 새로운 핵융합 기술 개발의 기반까지 마련할 수 있을 것으로 기대된다.
 7일 과학기술정보통신부에 따르면, 서울대학교와 아시아태평양이론물리센터(APCTP) 공동 연구팀이 핵융합 실험과 우주 플라즈마 이론의 융합연구를 통해 플라즈마 물리의 난제 중 하나인 다중 스케일 연계 현상을 입증했다고 7일 밝혔다.
 플라즈마는 기체, 액체, 고체가 아닌 제4의 상태라고도 불린다. 이 플라즈마를 연구하는 물리학자들에게 미시적 현상을 이용해 플라즈마 구조의 거시적 변화를 일으키는 다중 스케일 연계는 오래된 난제 중 하나였다.
 플라즈마는 핵융합 반응의 매개일 뿐만 아니라 우주의 대부분을 차지하는 물질 상태인 만큼, 플라즈마의 다중 스케일 연계는 핵융합 기술 개발과 우주의 근원 연구의 중요한 주제로 여겨져 왔다.
 서울대 박종윤 박사와 APCTP 윤영대 박사 연구팀은 서울대에 구축된 핵융합 실험 장치를 이용한 실험 데이터 분석과 한국핵융합에너지연구원의 슈퍼컴퓨터(KAIROS)를 이용한 입자 시뮬레이션 검증에 나섰다. 
 이를 통해 미시 자기 난류를 발생시키면 자기재연결(자기장 에너지의 플라즈마 열에너지 변환 과정)이 효과적으로 발생해 플라즈마에 거시적인 구조 변화를 일으킬 수 있다는 사실을 입증했다.
 공동 연구팀의 연구 결과는 강한 전자빔에 의해 의도적으로 발생된 미시 자기 난류가 플라즈마의 저항성을 높이게 되면 자기재연결을 효과적으로 유도하며, 궁극적으로 플라즈마의 거시적 구조 변화를 수반하는 다중 스케일 역학을 실험으로 구현하고 그 원인을 입증한 최초의 연구 사례다. 특히 서울대학교의 핵융합로 운전 실험과 APCTP의 이론 시뮬레이션의 학제간 융합연구 사례로 더욱 의미가 크다.
 서울대 박종윤 박사는 "이번 성과는 핵융합과 이론 물리 두 분야 전문가가 서로 다른 관심에서 출발해 무수한 토론과 논의 끝에 공통의 의견을 도출해내어 가능했던 성과"라며 "태양 플레어나 자기 폭풍 같은 우주 환경에서도 중요한 역할을 하는 자기재연결 개시(Onset)에 대한 새로운 단서를 제시했다는 데 큰 의의가 있다"고 전했다.
 APCTP 윤영대 박사는 "이번 연구 성과가 플라즈마 물리 분야 해석의 틀을 확장하는 데 기여하는 것은 물론, 새로운 핵융합 기술 개발의 기반이 되기를 바란다"고 말했다.
 한편 과기정통부 기초연구사업(중견연구, 우수신진연구)과 아태이론물리센터지원사업 및 국가과학난제도전협력지원단의 지원으로 수행한 이번 연구 성과는 국제학술지 '네이처(Nature)'에 이날 게재됐다.
 ☞공감언론 뉴시스 hsyhs@newsis.com 
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