Contents 4 8 핵융합에너지이야기 About NFRI 핵융합이론및시뮬레이션연구과학사업화 12 KSTAR 연구 32 핵융합산업생태계 16 ITER 사업 36 Network 20 핵융합공학연구 38 맺음말 24 플라즈마응용연구 핵융합에너지는자원이아닌기술을

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솔미 경
6 years ago
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1 QR코드를스캔하시면 NFRI에관한더많은정보를보실수있습니다. National Fusion Research Institute 대전광역시유성구과학로 113 Tel. 042) , Fax ,

2 Contents 4 8 핵융합에너지이야기 About NFRI 핵융합이론및시뮬레이션연구과학사업화 12 KSTAR 연구 32 핵융합산업생태계 16 ITER 사업 36 Network 20 핵융합공학연구 38 맺음말 24 플라즈마응용연구 핵융합에너지는자원이아닌기술을바탕으로하는안전하고깨끗한대용량에너지원입니다. 미래성장동력으로주목받는희망에너지인핵융합에너지개발을선도하는국내유일의전문기관으로서우리나라가에너지자립국이자진정한에너지수출국으로도약하는데앞장서는것, 국가핵융합연구소의비전입니다. 태양이빛과열을내는원리인핵융합반응을이용하여지구상에구현함으로써인류에게기쁨과희망을주는깨끗한무한에너지를만들겠습니다.

4 National Fusion Resarch Institute 핵융합에너지이야기 5 fusion Energy story 미래를밝히는무한에너지, 깨끗한세상을만드는청정에너지, 핵융합에너지입니다 중수소 (D) Deuterium 삼중수소 (T) Tritium 중성자 (N)14.06MeV Neutron 헬륨 ( 4 He) Helium-4 3.

3 4 National Fusion Resarch Institute 핵융합에너지이야기 5 fusion Energy story 미래를밝히는무한에너지, 깨끗한세상을만드는청정에너지, 핵융합에너지입니다 중수소 (D) Deuterium 삼중수소 (T) Tritium 중성자 (N)14.06MeV Neutron 헬륨 ( 4 He) Helium MeV 에너지 (E=mc 2 ) 17.58MeV 최근인류는화석연료의과다사용으로여러가지문제에직면하게되었습니다. 탄소배출량증가와그에따른기상이변, 자원고갈및에너지자원의가격급등으로인류의미래가위협받고있습니다. 지구와인류의영속적인미래를위해지속가능한에너지의개발은더이상미룰수없는과제가되었습니다. 이에 1994년에발효된 UN 기후변화협약은지구온난화를막기위하여각국의이산화탄소배출절감을의무사항으로규정하고있으며, 현재선진국가에서는이산화탄소의배출을줄일수있는기술개발이활발하게진행되고있습니다. 특히탄소배출량을획기적으로절감할수있는새로운에너지개발에전력을기울이고있으며, 우리나라처럼에너지자원이부족한국가에서는대체에너지개발이꼭필요하다고할수있습니다. 지금우리에게필요한미래에너지는온실가스를배출하지않는깨끗한에너지이자유해물질유출등의문제가없는안전한에너지입니다. 또한효율성이좋고자원의한계가없는무한에너지이며, 국가간분쟁으로부터자유로운평화에너지입니다.

4 6 National Fusion Resarch Institute 핵융합에너지이야기 7 핵융합에너지 고효율에너지 무한에너지 청정에너지 안전에너지 평화에너지 바닷물 1l 에포함된 0.03g 의중수소만으로도 서울과부산을 3 번왕복할수있습니다. 바닷물등에서연료를무한하게얻을수 있습니다. 온실가스를전혀배출하지않습니다. 자연재해와같은예기치못한사고시에도 폭발등의위험이전혀없습니다. 연료가풍부해서에너지확보를위한국가간 분쟁염려가없습니다. 태양에너지의원리를이용한핵융합에너지는자연의가장근본적인에너지이자, 새로운에너지원이가져야할요건을모두충족시키는희망에너지입니다. 인류의미래를책임질핵융합에너지는무엇일까요? 태양과같이스스로빛을내는별들은핵융합반응을통해에너지를발생시킵니다. 별들의중심은 1억 이상의초고온플라즈마상태인데이러한상태에서는수소와같은가벼운원자핵들이융합해무거운헬륨원자핵으로바뀌는핵융합반응이일어납니다. 이융합과정에서나타나는질량감소가엄청난양의에너지를발생시키는데, 이를핵융합에너지라고합니다. 핵융합장치는이처럼태양에서와같은원리로지구에서에너지를만들어낸다고해 인공태양 이라불리기도합니다. 하지만지구는태양처럼핵융합반응이일어날수있는초고온 고압상태의환경이아니기때문에, 자기장을이용해태양과같은환경을인공적으로조성해주는핵융합로를만들어야합니다. 다시말해핵융합에너지를얻기위해서는지구상에존재하지않는 1억 이상의초고온플라즈마를만들어야하고, 이플라즈마를가두는그릇역할을하는핵융합장치와핵융합연료인중수소와삼중수소가필요합니다. 핵융합장치는중수소와삼중수소를높은온도로가열하여원자핵과전자가떨어져자유롭게움직이는상태인플라즈마상태에서, 자기장을이용해플라즈마가벽에닿지않게가둬핵융합반응이일어나도록하는원리를갖고있습니다. 핵융합연구는태양에서일어나는핵융합반응을지구에서실현하여인류가당면한화석연료의고갈과지구온난화문제를해결할수있는미래에너지를개발하는것입니다. 끝없이펼쳐진바다에서얻을수있는중수소와리튬 ( 핵융합로에서삼중수소로변환 ) 을연료로하는핵융합에너지는다음세대를이끌화수분이되어줄것입니다. 지속가능한미래에너지, 핵융합에너지상용화는지구를위한소중한배려이자인류의풍요로운미래를열기위해우리세대가반드시이루어야하는과제입니다.

5 8 National Fusion Resarch Institute About NFRI 9 Overview Strategy Purpose 목적 국가핵융합에너지개발의세계선도연구기관으로한국형핵융합로건설및핵융합에너지상용화기술개발을목적으로세워졌습니다. 핵융합에너지로드맵 NFRI 는핵융합에너지개발진흥기본계획에근거하여핵융합상용화기술확보를위한로드맵에따라연구를수행중입니다. 헥융합에너지개발진흥법및시행령 헥융합에너지개발진흥기본계획 1 단계 (2007~2011) 핵융합에너지개발추진기반확립 2 단계 (2012~2021) DEMO 플랜트기반기술개발 2 차 (2012~2016) 3 차 (2017~2021) 3 단계 (2022~2036) 핵융합발전소건설능력확보 Function 기능 KSTAR 운영을통한세계수준의핵융합연구능력을확보 ITER 국내전담기구역할수행과기술이전 핵융합연구인력양성및핵융합발전로건설을위한첨단 원천기술연구 핵융합관련파생기술을활용한첨단신산업창출에기여 국내연구 개발일정 KSTAR ITER 건설 준비단계 초전도토카막운전기술확보 최초플리즈마 H 모드 (5.2 초 ) 50 초이상 H-Mode 운전기술확보 건설및장치제작단계 고성능 AT 운전기술확보 (>300 초 ) Fisrst Plasma 실증로선행기술시험 운전및실증실험단계 D.D H.H D.T 반응 감쇄단계 DEMO 기반조성단계 개념및계통설계단계엔지니어링모델개발및건설단계 ( 전기생산실증 ) 상용로건설착수 Vision 비전 에너지자립과기후변화대응을선도하는 세계수준의핵융합연구개발중심기관 EU(Fast Track) 개념설계 엔지니어링설계 상업용발전소 건설 1 단계 (Licensing) Blanket 설계및건설 개념설계 운전 1 단계 Blanket 2 단계설계, 건설, 설치 운전 2 단계 엔지니어링설계 미국 (DEMO) 시스템분석및설계연구 설계및건설 운전 핵융합상용화를위한장기적연구수행 파생기술연구수행 해외연구 개발일정 일본 (DEMO) 기초설계 공학설계및제조설계 건설 운전 연구분야 KSTAR (2007년주장치완공 ) ITER (2020 년주장치완공 ) DEMO (2030 년대건설완료 ) 플라즈마응용및핵융합파생기술연구 중국 (DEMO) Tokamak 및 Hybrid 개념연구건설기반구축 ( 공학설계등 ) 건설및운전

10 National Fusion Resarch Institute About NFRI 11 History 2011. 11. 2002. 09. 핵융합특수실험동건물준공 2004. 01. KSTAR 주장치조립 설치착수 2006. 11. ITER 공동이행협정서명 2006. 12. 핵융합에너지개발진흥법공포 ( 법률제 8079 호 ) 2007. 09. 국가핵융합연구소로명칭변경 2007.

6 10 National Fusion Resarch Institute About NFRI 11 History 핵융합특수실험동건물준공 KSTAR 주장치조립 설치착수 ITER 공동이행협정서명 핵융합에너지개발진흥법공포 ( 법률제 8079 호 ) 국가핵융합연구소로명칭변경 KSTAR 주장치완공 ITER 한국사업단출범 KSTAR 본격가동기념식개최 KSTAR 핵융합플라즈마불안정현상 (ELM) 억제성공 제 2 차핵융합에너지진흥기본계획수립 (DEMO 기술개발 ) 국가핵융합연구소신축본관준공 국가핵융합연구개발기본계획확정및사업착수 핵융합연구개발사업단출범 국제핵융합실험로 (ITER) 프로젝트공식가입 (ITER 참여당사국만장일치승인 ) 핵융합연구센터설립 국가핵융합에너지개발기본계획확정 KSTAR 최초플라즈마발생 WCI 연구센터개소 제 23 차국제핵융합컨퍼런스 (FEC) 개최 군산플라즈마기술연구센터준공 KSTAR 고성능 H- 모드달성

12 National Fusion Resarch Institute KSTAR연구 13

KSTAR Project 1 억 C 의열정으로태양의빛과열기무한한에너지를나누고자합니다

향후핵융합발전소건설을위해반드시필요한핵심기술을확보하기위해만들어진 KSTAR

7 12 National Fusion Resarch Institute KSTAR연구 13 우리가창조하는희망의에너지는새로운가능성과또하나의시작을낳고, 우리의내일을더욱풍요롭게할것입니다. KSTAR Project 1 억 C 의열정으로태양의빛과열기무한한에너지를나누고자합니다 깨끗하고아름다운미래보다나은세상을그려나갑니다 태양은만물에숨을불어넣는고마운존재입니다. 끝없는에너지의원천인태양을지구에만들수있다면어떨까요? 모든생명과나누고도꺼지지않는활력을품고싶었던 NFRI의소망은 KSTAR에서시작됩니다. 향후핵융합발전소건설을위해반드시필요한핵심기술을확보하기위해만들어진 KSTAR 장치는국내기술로개발된세계최고수준의차세대초전도핵융합연구장치입니다. 세계핵융합연구의허브로운영되는 KSTAR를통해뒤늦게뛰어든국내핵융합연구수준은단기간에세계적수준으로도약했으며, 핵융합에너지강국을향한힘찬발걸음을내딛고있습니다. NFRI는태양의오롯한빛을재현해, 깨끗한미래와아름다운세상, 보다나은삶을그려나가고자합니다.

14 National Fusion Resarch Institute KSTAR연구 15 연구사업추진계획 2023 ~ 2025 2008 ~ 2012 2013 ~ 2017 2018 ~ 2022 4 단계 고성능장시간운전기술통합및 DEMO 선행기술시험 2 단계 3 단계 장시간운전기술개발및 고성능운전기술개발및 ITER ITER

* KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 미션 KSTAR 장치제원 장치명 : 초전도핵융합연구장치 (KSTAR) 규모 : 직경 (D)_9.4m, 높이 (H)_9.

0MA, 플라즈마온도 _3억도 KSTAR 공동실험및이론물리연구를기반으로 ITER 및핵융합로상용화에요구되는물리학및공학적난제해결및핵심기반기술확보 주요연구분야 핵융합로기술자립을위한선도적핵융합연구능력확보 KSTAR 장치를활용한장시간고성능플라즈마운전역량확보 ITER 운전및핵융합로설계를위한현안물리연구

8 14 National Fusion Resarch Institute KSTAR연구 15 연구사업추진계획 2023 ~ ~ ~ ~ 단계 고성능장시간운전기술통합및 DEMO 선행기술시험 2 단계 3 단계 장시간운전기술개발및 고성능운전기술개발및 ITER ITER 선행연구장치역할수행 운전시나리오연구 1 단계 초전도토카막운전기술확보및 고밀도핵융합플라즈마달성 KSTAR Project KSTAR는국내기술로개발, 설치된세계최고수준의차세대초전도핵융합연구장치입니다. KSTAR 장치의안정적인운영을통해우리나라는한국형핵융합발전로건설을위한원천기술을개발하고세계핵융합연구의메카로거듭나고있습니다. * KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 미션 KSTAR 장치제원 장치명 : 초전도핵융합연구장치 (KSTAR) 규모 : 직경 (D)_9.4m, 높이 (H)_9.6m, 무게 (W)_1,000ton 특징 : 세계최초로 Nb₃Sn( 나이오븀틴 ) 초전도자석으로제작 최종목표성능 : 트로이달자기장세기 _3.5테슬라, 플라즈마지속시간 _300초, 플라즈마전류 _2.0MA, 플라즈마온도 _3억도 KSTAR 공동실험및이론물리연구를기반으로 ITER 및핵융합로상용화에요구되는물리학및공학적난제해결및핵심기반기술확보 주요연구분야 핵융합로기술자립을위한선도적핵융합연구능력확보 KSTAR 장치를활용한장시간고성능플라즈마운전역량확보 ITER 운전및핵융합로설계를위한현안물리연구 국내외핵융합기초연구및국제적공동연구의중심장치로활용 지구에서핵융합반응이일어나는환경을만들기위한한국형초전도토카막핵융합연구장치 KSTAR. 2. 운전중에는주장치실출입이통제되기때문에 Control Room에서 KSTAR 장치를제어한다. 3. Control Room에서는원격으로 KSTAR 장치를운전할수있다. 기대성과 핵융합에너지개발진흥기본계획에따라, ITER 및한국형핵융합실증로 (K-DEMO) 의핵심기술개발을위한공동실험연구장치로활용하고국내외대학 연구소와의공동연구를통해핵융합연구및설계를주도할우수핵융합연구인력을양성 초전도핵융합장치를활용함으로써, ITER 및핵융합로의현안물리및공학적한계를극복하고핵융합로건설의선두기반확보

16 National Fusion Resarch Institute ITER 사업 17 ITER사업참여로우리나라는세계선진강국과함께

ITER Project 항상같은자리에서우리의길잡이가되어주는태양처럼 서로의이정표가되어세계가함께그려가는핵융합로의꿈 늘같은자리에서우리에게길을제시해주는태양처럼,

ITER사업은인류역사상최대의과학기술국제협력사업으로, 핵융합에너지를새로운에너지공급원으로상용화하기위해최종검증을할수있는핵융합실험로를공동으로건설 운영하는사업입니다.

9 16 National Fusion Resarch Institute ITER 사업 17 ITER사업참여로우리나라는세계선진강국과함께 2040년경핵융합발전의원천기술보유국으로거듭날것입니다. ITER Project 항상같은자리에서우리의길잡이가되어주는태양처럼 서로의이정표가되어세계가함께그려가는핵융합로의꿈 늘같은자리에서우리에게길을제시해주는태양처럼, NFRI도전세계와손잡고핵융합상용화의지름길을닦으며핵융합실험로의꿈을이루기위해노력하고있습니다. ITER사업은인류역사상최대의과학기술국제협력사업으로, 핵융합에너지를새로운에너지공급원으로상용화하기위해최종검증을할수있는핵융합실험로를공동으로건설 운영하는사업입니다. 우리나라는 ITER 건설에필요한부품중에할당된 10개의조달품목을품질요건에맞춰적기에납품하고, 전문인력을 ITER 기구에파견하여우수한핵융합기술자를양성하는것을목표로전력을다하고있습니다. ITER사업참여로우리나라는세계선진강국과함께 2040년경핵융합발전의원천기술보유국으로거듭날것으로기대됩니다. 라틴어로 길 이란뜻을가진 ITER는함께꿈꾸고성장하기위한노력이며, 맑고깨끗한미래를위해인류가선택한최선의지름길입니다.

18 National Fusion Resarch Institute ITER 사업 19 ITER Project ITER사업은핵융합에너지상용화의최종과학적 기술적실증을위하여우리나라를비롯한주요선진국들이공동으로국제핵융합실험로 (ITER) 를건설하고운영하는국제협력프로젝트입니다.

중국, 인도등 7개국 사업기간및단계별사업비 건설단계 2007~2019(12년 ) 4,584.

ITER에파견하여건설수 재원조달방식 : 유치국 (EU) 45.46%, 여타 6개참여국각 9.

Accounts(ITER 화폐단위 ), 1 kiua = 1.552 백만유로 (2010 년기준 ) 우리나라조달품목 TF 초전도도체 Conductor 43.39kIUA ➊ ➏ 3.98kIUA IVC 버스바 IVC Bus bars 진공용기본체 Vacuum Vessel 26.

10 18 National Fusion Resarch Institute ITER 사업 19 ITER Project ITER사업은핵융합에너지상용화의최종과학적 기술적실증을위하여우리나라를비롯한주요선진국들이공동으로국제핵융합실험로 (ITER) 를건설하고운영하는국제협력프로젝트입니다. * ITER(Internatioanl Thermonuclear Experimental Reactor) ITER 사업개요 열출력 500MW( 메가와트 ), 에너지증폭률 (Q) 10 이상인국제핵융합실험로 (ITER) 공동건설및운영 참여국 : 대한민국, EU, 미국, 일본, 러시아, 중국, 인도등 7개국 사업기간및단계별사업비 건설단계 2007~2019(12년 ) 4,584.7 kiua 운영단계 2019~2037(18년 ) 매년 188 kiua 감쇄단계 2037~2042(5년 ) 281 M 해체단계 2042년이후 530 M 건설부지 : 프랑스남부카다라쉬 건설수행 - 각참여국에할당된조달품목을제작 납품후현장에서조립하여완성 - 참여국의전문인력을 ITER에파견하여건설수 재원조달방식 : 유치국 (EU) 45.46%, 여타 6개참여국각 9.09% 목표 국제핵융합실험로건설 운영및연구개발의성공적수행 역할및기능 우리나라조달품목설계 제작및적기납품완료 핵융합핵심기술습득을위한체계적확보 관리 ITER 장치건설및운영참여로전문인력양성 ITER 기구및참여국과의협력등국내전담기관역할수행 * kiua : kilo ITER Unit of Accounts(ITER 화폐단위 ), 1 kiua = 백만유로 (2010 년기준 ) 우리나라조달품목 TF 초전도도체 Conductor 43.39kIUA ➊ ➏ 3.98kIUA IVC 버스바 IVC Bus bars 진공용기본체 Vacuum Vessel 26.20kIUA ➋ ➐ 23.01kIUA 조립장비 Assembly Tooling 진공용기포트 Port 55.98kIUA ➌ ➑ 26.88kIUA 열차폐체 Thermal Shield 전원공급장치 AC/DC Converters 46.07kIUA ➍ ➒ 12.48kIUA 삼중수소저장및공급시스템 Tritium SDS 블랑켓차폐블록 Shield Block 28.90kIUA ➎ ➓ 4.64kIUA 진단장치 Diagnostics ITER 장치에사용되는초전도선재의단면분석을위한몰드폴리싱작업 2. 프랑스카다라쉬건설현장 (2013년 3월 ) 3. ITER 건물조감도 기대성과 핵융합발전소건설을위한핵심원천기술확보및전문인력양성 국내산업체의핵심주요장치제작 조달을통해기술경쟁력강화, 고용창출및신산업창출

생명의근원이자지속가능한에너지원인태양의근원에는막대한에너지가있습니다. 내부에활활타는에너지를가진존재, NFRI는모든빛의근원이되는그반짝임을닮고자합니다.

11 20 National Fusion Resarch Institute 핵융합공학연구 21 핵융합상용화기반을닦아세계최초의핵융합상용화달성의꿈에가까이다가가고있습니다. Fusion Engineering 에너지자립을앞당기는한국형핵융합로건설을통해 풍요로운삶과빛나는미래를그리고있습니다 태양은스스로빛을내며세상을밝게비춰주고 365일한결같이우리곁을지켜주고있습니다. 생명의근원이자지속가능한에너지원인태양의근원에는막대한에너지가있습니다. 내부에활활타는에너지를가진존재, NFRI는모든빛의근원이되는그반짝임을닮고자합니다. 이를위해서 KSTAR 운영및 ITER 참여를통해얻은기술력을바탕으로핵융합실증플랜트 (DEMO) 건설을위한연구개발을수행하며, 핵융합상용화기반을닦아세계최초의핵융합상용화달성의꿈에가까이다가가고있습니다. 에너지자립을앞당기는한국형핵융합로의건설을통해, NFRI는생활속에스며들어우리삶을한층밝게비추고자합니다.

22 National Fusion Resarch Institute 핵융합공학연구 23 Fusion Engineering 미션 핵융합에너지상용화를위한실증플랜트설계및핵심기반기술개발 KSTAR 장치의성능향상및유지보수를통한운영최적화

주장치성능향상및유지보수 - KSTAR 가열장치개발 성능향상및유지보수 - KSTAR 저온시스템개발 성능향상및유지보수 - 초전도자석전원장치성능향상및유지보수 - 대전력저장 공급시설시스템운전및유지보수 - 기타각종부대시설및부대설비관리

12 22 National Fusion Resarch Institute 핵융합공학연구 23 Fusion Engineering 미션 핵융합에너지상용화를위한실증플랜트설계및핵심기반기술개발 KSTAR 장치의성능향상및유지보수를통한운영최적화 핵융합장치 / 공학분야의기초기술개발및인력양성 KSTAR 장치핵심기술의산업체 유관기관의기술이전을통한핵융합생태계저변확대및산업경쟁력확보 KSTAR 플라즈마대향장치내부설치모습 2. 진공용기벽면에작은이물질등을세정및제거하는작업 3. 핵융합실증플랜트개념배치도 주요연구분야 실증플랜트설계및핵심기반기술 - K-Demo 예비개념설계연구 - K-Demo 장치의핵심기반기술개발 KSTAR 장치의성능향상및유지보수 - KSTAR 장치의안정적인운전실행 - KSTAR 주장치성능향상및유지보수 - KSTAR 가열장치개발 성능향상및유지보수 - KSTAR 저온시스템개발 성능향상및유지보수 - 초전도자석전원장치성능향상및유지보수 - 대전력저장 공급시설시스템운전및유지보수 - 기타각종부대시설및부대설비관리 유지보수 핵융합실증플랜트및설비건설을위한동향파악및국제기술교류활성화 핵융합플랜트개발추진계획 2009 ~ ~ ~ ~ 2050 s 상용핵융합플랜트개발및고도화 DEMO 설계, 건설및운영 핵융합에너지에의한전기 생산실증 DEMO 개발기반조성 DEMO 설계및건설기술 연구 Fusion Engineering 핵융합로 핵융합재료 핵융합로 동력계통공학 가열 / 진단 안전및인허가 초전도자석 시스템통합기술 기술 노심기술 기술 장치기술 기술 기술

플라즈마는전자와원자핵이떨어져자유롭게움직이는상태로태양에너지를만드는원천이되는핵융합반응은 1억 이상의플라즈마상태에서본격적으로일어납니다.

13 24 National Fusion Resarch Institute 플라즈마응용연구 25 창조경제의기반이되는플라즈마파생기술상용화연구. 오색의찬란한빛으로, 오늘보다더희망찬내일을만들어갈것입니다. Plasma Application Research 태양으로부터전해져오는아름다운빛의향연처럼 새로운가능성을그리는플라즈마기술은창조경제의토대가됩니다 태양이라는단하나의강력한에너지안에수천가지색채가내재되어있듯, 플라즈마기술은우리삶속에서다채로운모습으로변화합니다. 플라즈마는전자와원자핵이떨어져자유롭게움직이는상태로태양에너지를만드는원천이되는핵융합반응은 1억 이상의플라즈마상태에서본격적으로일어납니다. 이런플라즈마는다른세상에만존재할것처럼보이지만주위를둘러보면우리생활속에네온사인, 램프, 반도체, 공기청정기, 의료분야등다양한모습으로존재하며널리사용되고있습니다. NFRI는이렇듯나노분야, IT 분야, 친환경분야등산업전반에걸쳐활용되고있는플라즈마원천기술및응용기술의확보를위해노력하고있습니다. 또한플라즈마기술의사업화촉진을통해신산업창출과국내산업의고부가가치화에기여하고있습니다. 창조경제의기반이되는플라즈마파생기술상용화연구. 오색의찬란한빛으로, 오늘보다더희망찬내일을만들어갈것입니다.

26 National Fusion Resarch Institute 플라즈마응용연구 27 Plasma Application Research 미션및비전

플라즈마를활용한반도체, 디스플레이, 바이오및환경개선 플라즈마발생원개발 플라즈마 DB 및시뮬레이션플라즈마특성평가기술플라즈마 - 물질상호작용 연구사업추진계획 플리즈마연구기반구축 세계원천기술확보

전자와가스분자의충돌을통해 Total Cross Section과같은물리량을측정하는장치 2. 플라즈마응용기술로제작된박막을전계방출형전자현미경을이용하여박막표면, 단면구조를분석하는모습 3 기대성과 3.

14 26 National Fusion Resarch Institute 플라즈마응용연구 27 Plasma Application Research 미션및비전 국내외플라즈마기술연구의허브및선도연구기관역할수행 플라즈마원천기술의확보및창의적실용기술개발 플라즈마기술기반의지방 R&D 역량강화 주요연구분야 연구분야 플라즈마를이용한에너지생산 저장 효율향상 플라즈마를활용한반도체, 디스플레이, 바이오및환경개선 플라즈마발생원개발 플라즈마 DB 및시뮬레이션플라즈마특성평가기술플라즈마 - 물질상호작용 연구사업추진계획 플리즈마연구기반구축 세계원천기술확보 플리즈마고등기술연구소 군산센터완공 플리즈마융합캡퍼스 국내외네트워크구축 국제플라즈마 School 전자와가스분자의충돌을통해 Total Cross Section과같은물리량을측정하는장치 2. 플라즈마응용기술로제작된박막을전계방출형전자현미경을이용하여박막표면, 단면구조를분석하는모습 3 기대성과 3. 6개소스원으로구성된중성입자빔기술을활용한태양전지및반도체소자제작클러스터를연구하는모습 플라즈마융복합기술의독자적기술역량확보및세계적연구성과창출기반조성 급속한글로벌산업 기술환경변화에대응가능한다양한플라즈마기술 산 학 연과연계한기술이전및사업화등다양한응용분야에서의기술혁신및신산업창출

28 National Fusion Resarch Institute 핵융합이론및시뮬레이션연구 29 WCI 미션 핵융합플라즈마의자기조직화과정및다중스케일상호작용규명 이론, 대용량시뮬레이션, 실험을결합한통합적방법론추구 핵융합장치의난류성수송현상정량적예측기반마련

World Class Institute Simulation formulation definition validation Experiment prediction definition Optimization & Control 꺼지지않는희망의불꽃을피워내려는노력

NFRI는국내외의석학들과함께변치않는에너지원을만들기위해노력하고있습니다. 세계수준연구센터 (World Class Institute) 를뜻하는 WCI는세계의우수한인력들이참여하는개방형공동연구사업입니다.

15 28 National Fusion Resarch Institute 핵융합이론및시뮬레이션연구 29 WCI 미션 핵융합플라즈마의자기조직화과정및다중스케일상호작용규명 이론, 대용량시뮬레이션, 실험을결합한통합적방법론추구 핵융합장치의난류성수송현상정량적예측기반마련 주요연구 ( 사업 ) 분야 내외부수송장벽형성과정연구 플라즈마의자발적회전및운동량수송현상연구 입자및불순물수송현상연구 비국소적수송현상연구 삼차원외부자장이수송현상에미치는효과연구 연구추진체계 discovery test Theory discovery test World Class Institute Simulation formulation definition validation Experiment prediction definition Optimization & Control 꺼지지않는희망의불꽃을피워내려는노력 기대성과 우리가지켜야할꿈의에너지 NFRI 가핵융합에너지시대를열어갑니다 핵융합로성능의정량적예측기반확보 핵융합로제어기술및최적운전시나리오개발 1 2 이세상곳곳에차별없이내리쬐는태양의한결같은따스함이만물을어루만지고꽃을피우듯, NFRI는국내외의석학들과함께변치않는에너지원을만들기위해노력하고있습니다. 세계수준연구센터 (World Class Institute) 를뜻하는 WCI는세계의우수한인력들이참여하는개방형공동연구사업입니다. 이를통해핵융합에너지상용화의필수과제인플라즈마난류수송현상규명등의핵융합난제해결을통해우리나라기초과학및핵융합연구수준의세계화를이끌게됩니다. 꿈의에너지, 핵융합에너지를더욱온전하게만들기위한 NFRI의노력입니다. 1. 초병렬슈퍼컴퓨터에최적화된대용량핵융합시뮬레이션코드를개발하고있으며, 이론및실험연구에활용하고있다. 2. 대용량핵융합시뮬레이션, 실험분석지원을위한슈퍼컴퓨터를운영하고있다.

30 National Fusion Resarch Institute 과학사업화 31 Science business 추진전략 연구자 (R&D) 와기업 ( 시장 ) 을잇는커뮤니케이터역할수행을통한비즈니스모델구현 국가핵융합연구소과학사업화산업계 연구개발 R&D 우수기술발굴 개념정립 (POC) Intellectual Property Business Medel I P

국가핵융합연구소는우수한연구성과들이기술이전및상용화를통해다양한산업분야에서활용되고, 신시장창출로이어져국내산업의고부가가치화에기여할수있도록기술이전및사업화전담조직 ( 과학사업화팀 ) 을운영하고있습니다.

16 30 National Fusion Resarch Institute 과학사업화 31 Science business 추진전략 연구자 (R&D) 와기업 ( 시장 ) 을잇는커뮤니케이터역할수행을통한비즈니스모델구현 국가핵융합연구소과학사업화산업계 연구개발 R&D 우수기술발굴 개념정립 (POC) Intellectual Property Business Medel I P 전략 파트너쉽 Seed Funding 기술이전 창업 Science Business 국가핵융합연구소는핵융합에너지상용화라는고유미션과함께핵융합관련기술들의적극적인사회환원을추진하고있습니다. 이는핵융합연구과정에서얻은플라즈마기술및관련파생기술들이다양한분야에서응용될수있도록하여, 첨단신산업을발굴하고국가경쟁력확보와창조경제실현에이바지하고자하는국가핵융합연구소의노력입니다. 국가핵융합연구소는우수한연구성과들이기술이전및상용화를통해다양한산업분야에서활용되고, 신시장창출로이어져국내산업의고부가가치화에기여할수있도록기술이전및사업화전담조직 ( 과학사업화팀 ) 을운영하고있습니다. 2009년에별도조직으로출범한과학사업화팀은핵융합에너지연구를통해개발된기술들이또다른기술및산업분야와만나융합 확산되고, 새로운가치를창조하는건강한산업생태계를일구기위하여핵융합과학사업화를추진하고있습니다. 과학사업화팀은국가핵융합연구소의보유기술이효과적으로상용화될수있도록사업화유망기술을발굴하는것에서부터시작하여적극적인마케팅을통한기술이전을시행하고있으며, 핵융합기술의사업화를위한추가적인실용화연구와수요기업발굴등의업무를통해연구소와기업을잇는커뮤니케이터역할을수행하고있습니다. 국내산업체들이핵융합연구를통해얻은첨단기술들을바탕으로기업성장을이루고핵융합산업생태계를형성할수있도록돕고, 기술이전과사업화를촉진시켜지역발전및국가경쟁력향상에일조하도록최선을다하겠습니다. 추진체계 R&D과제 연구개발진도율자체분석 기술수요해당시장의니즈청취 수요기업 ( 시장 ) 중심의 R&D 수요기업 시장의니즈전달 상용화핵심아이템전달 기술이전수익창출계획마련 TLO 세부관리진도관리모니터링 수요기업 - 세부과제커뮤니케이션촉진 해당기술수요기업군발굴

17 32 National Fusion Resarch Institute 핵융합산업생태계 33 fusion ecosystem 핵융합연구개발사업과국내산업체가동반성장하는핵융합기술가치공유플랫폼 국가핵융합연구소는핵융합연구개발사업에참여한국내산업체들과동반성장의밑거름이되는핵융합산업생태계조성에기여하였습니다. 향후지속적으로핵융합산업생태계의유지및확장노력을통하여핵융합의첨단극한기술과타산업분야의융복합 R&D 추진으로신성장동력발굴에힘쓰겠습니다. 기술력이부족한중소기업 중공업분야중견 / 대기업 범용기술보유기업 KSTAR 건설및완공산업체참여규모 매출규모약 고용창출약 69 2,582 1,380 개 억원 명 국내산업체의연도별매출규모 (2013 년 9 월기준 ) 260, ,000 IO 및타참여국사업매출규모 KO DA 사업매출규모 KSTAR 사업매출규모 18, ,836 14,109 단위 : 백만원 중소기업상생프로그램성장단계별맞춤형기술력유지지원및협력체제강화를위한프로그램 KSTAR 건설및완공 KSTAR 운영 ITER 건설 13 개 164 개 180, , ,000 6, ,784 26, ,802 18,107 7,427 60,000 20, ,999 40, ,106 2, ,970 1, Korea STAR Company Program 산업체의성장잠재력발굴, 전략방향제시글로벌비즈니스사업연계를위한프로그램 IO 및타참여국사업매출규모와사업수주 (2013 년 10 월기준 ) DEMO 개발예정 매출규모 국제기구사업수주 타참여국사업수주 가속기개발항공우주반도체및디스플레이에너지 / 환경 2,426 억원 64 건 11 건

34 National Fusion Resarch Institute 핵융합산업생태계 35 Blueprint 2040 국가핵융합연구소는우리나라가에너지강국이될수있도록 KSTAR연구사업과 ITER공동개발사업경험을통하여핵융합에너지상용화를위해반드시해결해야하는과제들을연구개발하고있으며, 핵융합노심및장치기반기술과핵융합로공학기술개발결과를바탕으로핵융합실증로 (DEMO)

또한창의적연구환경을조성하고개방적연구협력체제를강화하여세계수준의핵융합에너지연구개발중심기관으로서대한민국의미래에너지를만들어가겠습니다. 핵융합에너지개발상용화로드맵 2040 Fusion Power Plant 핵융합에너지상용화 KSTAR 와 ITER, DEMO 에이어한국형핵융합발전소에이르기까지, 국가핵융합연구소의도전은멈추지않습니다.

18 34 National Fusion Resarch Institute 핵융합산업생태계 35 Blueprint 2040 국가핵융합연구소는우리나라가에너지강국이될수있도록 KSTAR연구사업과 ITER공동개발사업경험을통하여핵융합에너지상용화를위해반드시해결해야하는과제들을연구개발하고있으며, 핵융합노심및장치기반기술과핵융합로공학기술개발결과를바탕으로핵융합실증로 (DEMO) 에서전기생산실증을거쳐 2040년대한국형핵융합발전소건설을목표로하고있습니다. 핵융합에너지상용화를위해국가핵융합연구소는고성능플라즈마를장시간유지시키기위한원천기술확보와투입에너지대비생산에너지비율인에너지증폭률을높여경제성을도모하는등초고온, 극저온, 고진공과같은극한환경에서도신뢰성있는재료물질을개발하여핵융합에너지상용화에한걸음더다가설것입니다. 또한창의적연구환경을조성하고개방적연구협력체제를강화하여세계수준의핵융합에너지연구개발중심기관으로서대한민국의미래에너지를만들어가겠습니다. 핵융합에너지개발상용화로드맵 2040 Fusion Power Plant 핵융합에너지상용화 KSTAR 와 ITER, DEMO 에이어한국형핵융합발전소에이르기까지, 국가핵융합연구소의도전은멈추지않습니다. 핵융합에너지상용화를통해건설하는에너지강국대한민국! 꺼지지않는희망의에너지, 핵융합에너지는끝없는창조를통해새로운미래를열어갑니다. 신에너지상용화 ( 민간분야투자 ) 핵융합발전소공학설계완성 상용발전소건설 대용량전기생산 2030 DEMO 건설완료 신에너지개발 ( 정부및민간분야투자 ) 시스템최적화 경제성구현 KSTAR 및 ITER 건설, 운전경험활용 실질적인발전실현 국가핵융합연구소는산업체와의긴밀한협력을통해핵융합에너지상용화를향한꿈을이루어가고있습니다 함께힘을모아일군핵융합산업생태계를지속적으로발전시켜대한민국의밝은미래를건설하겠습니다 2020 ITER 건설완료 2007 KSTAR 건설완료 기술 공학연구 ( 정부투자 ) 연료연구 DT반응핵융합기술 열이용연구 블랭킷기술 공학연구 대형실험목적 기초연구 ( 정부투자 ) 고성능, 고효율장시간운전연구, 제어기술 핵융합반응최적화기술 ITER 운전기술최적화및주요부품시험 - ITER 장치 Pilot 역할

19 36 National Fusion Resarch Institute Network 37 Domestic collaboration 국내협력 International collaboration 국제협력 Netherlands University Of Technology Eindhoven (TU Eindhoven) Russia 대전 충청 한국원자력연구원 (KAERI) : 한국원자력안전기술원 (KINS) : 한국과학기술정보연구원 (KISTI) : 한국전력공사전력연구원 (KEPRI) : 한국표준과학연구원 (KRISS) : 한국과학기술원 (KAIST) : 한국수력원자력 ( 주 ) 중앙연구원 : 한남대학교 (Hannam University) : 유성구청 : 대전광역시 : 기초과학연구원 (IBS) : 전라북도 서울 서울대학교 (Seoul National University) : 한국원자력의학원 (KIRAMS) : 한국전력기술주식회사 (KOPEC) : 한국과학기술연구원 (KIST) : 한양대학교 (Hanyang University) : 강원 강원발전연구원 (KDRI) : 경상북도 포항공과대학교 (POSTEC) : 한동대학교 (Handong University) : 울산과학기술대학교 (UNIST) : United Kingdom UKAEA Fusion, Culham : France Commissariat a l Energie Atomique(CEA) : / Austria International Atomic Energy Agency(IAEA) : Germany Max-Planck Institut fuer Plasmaphysik(Max-Planck IPP) : / Italy Ente per le Nuove Tecnologie l Energia e l Ambiente(ENEA) : Hungary Research Institute for Particle and Nuclear Physics Hungary(RMKI) : China Institute of Plasma Physics of the Chinese Academy of Sciences(ASIPP) : Southwestern Institute of Physics(SWIP) : / Ministry of Science and Technology of the People s Republic of China(MOST) : Chinese academy of sciences, Institute of Electrical Engineering(CAS IEE) : India Institute for Plasma Research(IPR) : / D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus : Budker Institute of Nuclear Physics Russia : Russian Research Center Kurchatov Institute : P.N. Lebedev Physical Institute : Japan National Institute for Fusion Science(NIFS) : / Japan Atomic Energy Agency(JAEA) : / / Plasma Research Center, University of Tsukuba : Institute of Advanced Energy, Kyoto University : USA Princeton University Plasma Physics Laboratory(PPPL) : / General Atomics(GA) : / Plasma Science & Fusion Center(PSFC) of Massachusetts Institute of Technology : University of California, Los Angeles(UCLA) : / University of California, San Diego(UCSD) : Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL) : Oak Ridge National Laboratory(ORNL) : Department of Energy(DOE) : / University of Wisconsin(UWS) : 군산대학교 (Kunsan National University) : 전북대학교 (Chonbuk National University) : 전라북도및군산시 : 경상남도 동의대학교 (Dong-Eui University) : Australia Australian National University(ANU) :

20 태양에게서배웁니다 지구의모든생명과나누고도꺼지지않는활력, 마르지않는에너지를마음에품겠습니다. 만물에숨결을불어넣고꽃을피워내는그반짝임을닮고자합니다. 태양에게길을묻습니다 National Fusion Research Institute 인류가태동하기훨씬전부터지구를지켜온태양. 다가올인류의미래를지켜줄것또한태양입니다. 아무리써도줄지않는신비한에너지, 쓰면쓸수록세상이맑아지는깨끗한에너지, 세계가함께나누어쓸수있는따뜻한에너지, 핵융합에너지로희망의이야기를써나갑니다. 제 2 의태양을꿈꿉니다 대한민국원천기술이만드는새로운에너지시대. 핵융합에너지의푸른불꽃으로국가핵융합연구소가열어가겠습니다.

Contents 4 8 핵융합에너지이야기 About NFRI 플라즈마응용연구중소기업지원 12 KSTAR 연구 32 핵융합산업생태계 16 ITER 사업 34 국내외협력현황 20 핵융합선행기술연구 36 맺음말 핵융합에너지는자원이아닌기술을바탕으로하는안전하고깨끗한대

Contents 4 8 핵융합에너지이야기 About NFRI 플라즈마응용연구중소기업지원 12 KSTAR 연구 32 핵융합산업생태계 16 ITER 사업 34 국내외협력현황 20 핵융합선행기술연구 36 맺음말 핵융합에너지는자원이아닌기술을바탕으로하는안전하고깨끗한대 QR코드를스캔하시면 NFRI에관한더많은정보를보실수있습니다. NFRI Draw the Everlasting Future National Fusion Research Institute 대전광역시유성구과학로 169-148 Tel. 042) 879-6000, Fax. 042) 879-6999, http://www.nfri.re.kr 제작 : 2015. 3 Contents