(누리일보) 과학기술정보통신부는 가상 모형(디지털 트윈) 기술을 기반으로 토카막 핵융합 장치를 가상 공간에 구현하는 ‘가상 토카막 이음터(플랫폼)’소프트웨어를 개발하고, 미래 핵융합 장치 내부 핵심 부품의 성능과 안전성을 정밀 검증할 수 있는 기술을 확보했다고 10일 밝혔다.

 

이는 우리나라가 가상 모형(디지털 트윈) 기반의 핵융합 연구를 선도적으로 추진해 온 성과로, 핵융합 연구 영역을 가상공간으로 확장해 핵심 기술 확보와 핵융합에너지 실현을 앞당길 수 있는 기반이 마련됐음을 의미한다.

 

가상 모형(디지털 트윈, Digital Twin)은 실제 장치나 시스템을 가상공간에 구현해 다양한 상황을 예측·검증할 수 있는 차세대 기술이다. 이를 핵융합 연구에 적용하면 가상공간 속 핵융합 장치로 모의 운전을 수행하고, 안전성과 성능을 정밀하게 분석할 수 있어 연구 효율성과 신뢰성을 높일 수 있으며, 실제 핵융합로 건설에 따르는 위험(리스크)을 해소하고, 경제적, 시간적 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

 

한국핵융합에너지연구원 연구진은 우리나라 초전도핵융합연구장치(KSTAR) 연구를 통해 획득한 데이터를 기반으로 독자적으로 개발한 가상 모형(디지털 트윈) 기술을 활용하여, 토카막 핵융합 장치를 가상화하고 슈퍼컴퓨팅 모의 실험(시뮬레이션)을 결합했다. 이를 통해 핵융합 장치 내벽에 가해지는 다양한 원인의 열속(Heat load) 변화를 정밀 분석할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.

 

이 기술을 적용해 국제 핵융합 연구개발 사업(프로젝트)인 국제핵융합실험로(ITER)를 디지털 공간에서 가상화하고, 플라즈마 운전 조건에 따른 내벽 열속 변화를 3차원 가상공간에서 예측·분석함으로써 소프트웨어의 신뢰성을 입증했다.

 

이는 우리의 핵융합 디지털 트윈 기술이 우리나라 초전도핵융합연구장치(KSTAR)를 넘어 국제핵융합실험로(ITER)를 비롯한 타 핵융합 장치에도 적용될 수 있음을 보여준 것으로, 향후 국제핵융합실험로(ITER) 운전 및 핵융합 장치의 설계와 운영에 활용할 수 있는 토대가 마련됐다.

 

또한, 이번에 개발된 가상 토카막 소프트웨어는 우리나라와 공동연구를 수행하는 해외 연구진은 물론, 국내 산업체에도 제공될 수 있어 국제 공동연구를 넘어 국내 신산업 창출의 계기가 될 것으로 기대되며, 이를 통해 우리나라는 핵융합 연구에서 세계적 지도력(글로벌 리더십)을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

 

정택렬 과학기술정보통신부 공공융합연구정책관은 “민간 협력을 기반으로 한 핵융합 핵심기술 확보 전략을 수립하고, 연구개발 지원 및 지속가능한 연구·산업 생태계 조성을 통해 국제 핵융합에너지 조기 실현 경쟁에 적극 대응해 나가겠다.”고 밝혔다.