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

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기윤 방
6 years ago
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1 QR코드를스캔하시면 NFRI에관한더많은정보를보실수있습니다. NFRI Draw the Everlasting Future National Fusion Research Institute 대전광역시유성구과학로 Tel. 042) , Fax. 042) , 제작 :

2 Contents 4 8 핵융합에너지이야기 About NFRI 플라즈마응용연구중소기업지원 12 KSTAR 연구 32 핵융합산업생태계 16 ITER 사업 34 국내외협력현황 20 핵융합선행기술연구 36 맺음말 핵융합에너지는자원이아닌기술을바탕으로하는안전하고깨끗한대용량에너지원입니다. 미래성장동력으로주목받는희망에너지인핵융합에너지개발을선도하는국내유일의전문기관으로서우리나라가에너지자립국이자진정한에너지수출국으로도약하는데앞장서는것, 국가핵융합연구소의비전입니다. 태양이빛과열을내는원리인핵융합반응을지구상에서구현함으로써인류에게기쁨과희망을주는지속가능하고깨끗한에너지를만들겠습니다.

4 National Fusion Research Institute 핵융합에너지이야기 5 fusion Energy story 미래를밝히는무한에너지깨끗한세상을만드는청정에너지 핵융합에너지입니다 중수소 (D) Deuterium 삼중수소 (T) Tritium 중성자 (N)14.06MeV Neutron 헬륨 ( 4 He)3.

3 4 National Fusion Research Institute 핵융합에너지이야기 5 fusion Energy story 미래를밝히는무한에너지깨끗한세상을만드는청정에너지 핵융합에너지입니다 중수소 (D) Deuterium 삼중수소 (T) Tritium 중성자 (N)14.06MeV Neutron 헬륨 ( 4 He)3.52MeV Helium 에너지 (E=mc 2 ) 17.58MeV 최근인류는화석연료의과다사용으로여러가지문제에직면하게되었습니다. 탄소배출량증가와그에따른기상이변, 자원고갈및에너지자원의가격급등으로인류의미래가위협받고있습니다. 지구와인류의영속적인미래를위해지속가능한에너지의개발은더이상미룰수없는과제가되었습니다. 이에 1994년에발효된 UN 기후변화협약은지구온난화를막기위하여각국의이산화탄소배출절감을의무사항으로규정하고있으며, 현재선진국가에서는이산화탄소의배출을줄일수있는기술개발이활발하게진행되고있습니다. 특히우리나라처럼에너지자원이부족한국가에서는대체에너지개발에전력을기울이고있는가운데, 탄소배출량을획기적으로절감할수있는새로운에너지개발이꼭필요하다고할수있습니다. 지금우리에게필요한미래에너지는온실가스를배출하지않는깨끗한에너지이자유해물질유출등의문제가없는안전한에너지입니다. 또한효율성이좋고자원의한계가없는무한에너지이며, 국가간분쟁으로부터자유로운평화에너지입니다. 핵융합에너지가바로미래에너지입니다.

4 6 National Fusion Research 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. 별들의중심은수천만도이상의초고온플라즈마상태인데이러한상태에서는수소와같은가벼운원자핵들이융합해무거운헬륨원자핵으로바뀌는핵융합반응이일어납니다. 이융합과정에서나타나는질량감소가엄청난양의에너지를발생시키는데, 이를핵융합에너지라고합니다. 핵융합장치는이처럼태양에서와같은원리로지구에서에너지를만들어낸다고해 인공태양 이라불리기도합니다. 하지만지구는태양처럼핵융합반응이일어날수있는초고온 고압상태의환경이아니기때문에, 자기장을이용해태양과같은환경을인공적으로조성해주는핵융합로를만들어야합니다. 다시말해핵융합에너지를얻기위해서는지구상에존재하지않는 1억 이상의초고온플라즈마를만들어야하고, 이플라즈마를가두는그릇역할을하는핵융합장치와핵융합연료인중수소와삼중수소가필요합니다. 핵융합장치는중수소와삼중수소를높은온도로가열하여원자핵과전자가떨어져자유롭게움직이는상태인플라즈마상태에서, 자기장을이용해플라즈마가벽에닿지않게가둬핵융합반응이지속적으로일어나도록만들어집니다. 핵융합연구는태양에서일어나는핵융합반응을지구에서실현하여인류가당면한화석연료의고갈과지구온난화문제를해결할수있는미래에너지를개발하는것입니다. 끝없이펼쳐진바다에서얻을수있는중수소와리튬 ( 핵융합로에서삼중수소로변환 ) 을연료로하는핵융합에너지는다음세대를위한밑거름이되어줄것입니다. 지속가능한미래에너지, 핵융합에너지상용화는지구를위한소중한배려이자인류의풍요로운미래를열기위해우리세대가반드시이루어야하는과제입니다.

5 8 National Fusion Research Institute About NFRI 9 Overview Strategy Mission 임무 핵융합에너지연구개발의선도연구기관으로서핵융합에너지분야의새로운탐구, 기술선도, 개발및보급 핵융합에너지로드맵 NFRI 는핵융합에너지개발진흥기본계획에근거하여핵융합에너지상용화기술확보를위한로드맵에따라연구를수행중입니다. 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 핵융합 플라즈마과학연구및연구장치공동활용 ITER 공동개발사업참여및원천기술확보 핵융합에너지실증을위한연구개발 핵융합파생및플라즈마응용기술개발 국내연구 개발일정 KSTAR ITER 건설 준비단계 초전도토카막운전기술확보 최초플라즈마 H 모드 (5.2 초 ) 50 초이상 H-Mode 운전기술확보 H 모드 (45 초 ) 건설및장치제작단계 고성능 AT 운전기술확보 (>300 초 ) First 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 Research 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 Research 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 핵융합가속기기술진흥협회출범 KSTAR 고성능 H- 모드달성

12 National Fusion Research Institute KSTAR연구 13

KSTAR Project 1 억도의열정으로태양의빛과열기, 무한한에너지를나누고자합니다

향후핵융합발전소건설을위해반드시필요한핵심기술을확보하기위해만들어진 KSTAR

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

14 National Fusion Research 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 KSTAR 공동실험및이론물리연구를기반으로 ITER 및핵융합로상용화에요구되는 장치명 : 초전도핵융합연구장치 (KSTAR) 규모 : 직경 (D)_9.4m, 높이 (H)_9.

0MA, 플라즈마온도 _3억도 물리 공학적난제해결및핵심기반기술확보 주요연구분야 핵융합로기술자립을위한선도적핵융합연구능력확보 KSTAR 장치를활용한장시간고성능플라즈마운전역량확보 ITER 운전및핵융합로설계를위한현안물리연구 국내외핵융합기초연구및국제적공동연구의중심장치로활용 KSTAR 성능향상을통한운영최적화 1 2 3 1.

8 14 National Fusion Research 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, 완공된세계최고수준의차세대초전도핵융합연구장치입니다. KSTAR 장치의안정적인운영을통해우리나라는한국형핵융합발전로건설을위한원천기술을개발하고세계핵융합연구의메카로거듭나고있습니다. * KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 미션 KSTAR 장치제원 KSTAR 공동실험및이론물리연구를기반으로 ITER 및핵융합로상용화에요구되는 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 물리 공학적난제해결및핵심기반기술확보 주요연구분야 핵융합로기술자립을위한선도적핵융합연구능력확보 KSTAR 장치를활용한장시간고성능플라즈마운전역량확보 ITER 운전및핵융합로설계를위한현안물리연구 국내외핵융합기초연구및국제적공동연구의중심장치로활용 KSTAR 성능향상을통한운영최적화 지구에서핵융합반응이일어나는환경을만들기위한한국형초전도핵융합연구장치 KSTAR. 2. KSTAR 운전의모든상태를감시하고제어하는 Control Room. 3. Control Room에서는원격으로 KSTAR 장치를운전할수있다. 기대성과 핵융합에너지개발진흥기본계획에따라, ITER 및한국형핵융합실증로 (K-DEMO) 의핵심기술개발을위한공동실험연구장치로활용하고국내외대학 연구소와의공동연구를통해핵융합연구및설계를주도할우수핵융합연구인력을양성 초전도핵융합장치를활용함으로써, ITER 및핵융합로의물리적현안및공학적한계를극복하고핵융합로건설의선도적과학기술확보

16 National Fusion Research Institute ITER 사업 17 ITER사업참여로우리나라는세계선진국과함께

ITER Project 항상같은자리에서우리의길잡이가되어주는태양처럼 서로의이정표가되어세계가함께그려가는핵융합로의꿈 늘같은자리에서우리에게길을제시해주는태양처럼,

ITER사업은인류역사상최대의과학기술국제협력사업으로, 핵융합에너지를새로운에너지공급원으로상용화하기위해최종검증을할수있는핵융합실험로를공동으로건설 운영하는사업입니다.

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

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

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

ITER에파견하여건설수행 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 Research Institute ITER 사업 19 ITER Project ITER사업은핵융합에너지상용화의최종과학적 기술적실증을위하여우리나라를비롯한주요선진국들이공동으로국제핵융합실험로 (ITER) 를건설하고운영하는국제협력프로젝트입니다. * ITER(international 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 ITER에파견하여건설수행 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 46.06kIUA ➍ ➒ 12.48kIUA 삼중수소저장및공급시스템 Tritium SDS 블랑켓차폐블록 Shield Block 28.07kIUA ➎ ➓ 4.64kIUA 진단장치 Diagnostics ITER 장치에사용되는초전도선재의단면분석을위한몰드폴리싱작업 2. 프랑스카다라쉬건설현장 (2013년 3월 ) 3. ITER 국제기구본부 기대성과 핵융합발전소건설을위한핵심원천기술확보및전문인력양성 국내산업체의핵심주요장치제작 조달을통해기술경쟁력강화, 고용창출및신산업창출

생명의근원이자지속가능한에너지원인태양의근원에는막대한에너지가있습니다. 내부에활활타는에너지를가진존재, NFRI는모든빛의근원이되는그반짝임을닮고자합니다.

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

22 National Fusion Research Institute 핵융합선행기술연구 23 Fusion Engineering 미션 핵융합에너지상용화를위한실증플랜트설계및핵심기반기술개발 핵융합장치

진공용기내벽장치성능향상및유지 핵융합플랜트개발추진계획 - KSTAR 저온시스템개발 성능향상및유지보수 핵융합실증플랜트및설비건설을위한동향파악및국제기술교류활성화 2009 ~ 2011 2012 ~

12 22 National Fusion Research Institute 핵융합선행기술연구 23 Fusion Engineering 미션 핵융합에너지상용화를위한실증플랜트설계및핵심기반기술개발 핵융합장치 / 공학분야의기초기술개발및인력양성 KSTAR 장치핵심기술의산업체 유관기관의기술이전을통한핵융합생태계저변확대및산업경쟁력확보 주요연구분야 KSTAR 플라즈마대향장치내부설치모습 2. 진공용기벽면에작은이물질등을세정및제거하는작업 3. K-DEMO 토카막의 3차원모델 실증플랜트설계및핵심기반기술 - K-Demo 예비개념설계연구 - K-Demo 장치의핵심기반기술개발 KSTAR 장치의성능향상및유지보수 - KSTAR 진공용기내벽장치성능향상및유지 핵융합플랜트개발추진계획 - KSTAR 저온시스템개발 성능향상및유지보수 핵융합실증플랜트및설비건설을위한동향파악및국제기술교류활성화 2009 ~ ~ ~ ~ 2050 s ~ 상용핵융합플랜트개발및 DEMO 설계, 건설및운영 핵융합에너지에의한전기 고도화 DEMO 개발기반조성 DEMO 설계및건설기술 생산실증 연구 핵융합로개발의주요연구분야 핵융합로노심기술 핵융합재료기술 가열 / 진단장치기술 Fusion Engineering 동력계통공학기술 초전도자석기술 핵융합로시스템통합기술 안전및인허가기술

24 National Fusion Research Institute 핵융합선행기술연구 25 Advanced Physics Research 미션

연구추진체계 discovery test Theory discovery test 내외부수송장벽형성과정연구 플라즈마의자발적회전및운동량수송현상연구

Experiment prediction definition Optimization & Control 기대성과 핵융합로성능의정량적예측기반확보

13 24 National Fusion Research Institute 핵융합선행기술연구 25 Advanced Physics Research 미션 핵융합플라즈마의자기조직화과정및다중스케일상호작용규명 이론, 대용량시뮬레이션, 실험을결합한통합적방법론추구 핵융합장치의난류성수송현상정량적예측기반마련 주요연구분야 연구추진체계 discovery test Theory discovery test 내외부수송장벽형성과정연구 플라즈마의자발적회전및운동량수송현상연구 입자및불순물수송현상연구 비국소적수송현상연구 삼차원외부자장이수송현상에미치는효과연구 Simulation formulation definition validation Experiment prediction definition Optimization & Control 기대성과 핵융합로성능의정량적예측기반확보 핵융합로제어기술및최적운전시나리오개발 , 2. 초병렬슈퍼컴퓨터에최적화된대용량핵융합시뮬레이션코드를개발하고있으며, 이론및실험연구에활용하고있다. 3. 대용량핵융합시뮬레이션, 실험분석지원을위한슈퍼컴퓨터를운영하고있다.

플라즈마는전자와원자핵이떨어져자유롭게움직이는상태로태양에너지를만드는원천이되는핵융합반응은 1억 이상의플라즈마상태에서본격적으로일어납니다.

14 26 National Fusion Research Institute 플라즈마응용연구 27 창조경제의기반이되는플라즈마융복합기술실용화연구. 오색의찬란한빛으로, 오늘보다더희망찬내일을만들어갈것입니다. Plasma Application Research 태양으로부터전해져오는아름다운빛의향연처럼 새로운가능성을그리는플라즈마기술은창조경제의토대가됩니다 태양이라는단하나의강력한에너지안에수천가지색채가내재되어있듯, 플라즈마기술은우리삶속에서다채로운모습으로변화합니다. 플라즈마는전자와원자핵이떨어져자유롭게움직이는상태로태양에너지를만드는원천이되는핵융합반응은 1억 이상의플라즈마상태에서본격적으로일어납니다. 이런플라즈마는다른세상에만존재할것처럼보이지만주위를둘러보면우리생활속에네온사인, 램프, 반도체, 공기청정기, 의료분야등다양한모습으로존재하며널리사용되고있습니다. NFRI는이렇듯나노분야, IT 분야, 친환경분야등산업전반에걸쳐활용되고있는플라즈마원천기술및응용기술의확보를위해노력하고있습니다. 또한플라즈마기술의사업화촉진을통해신산업창출과국내산업의고부가가치화에기여하고있습니다. 창조경제의기반이되는플라즈마융복합기술실용화. 오색의찬란한빛으로, 오늘보다더희망찬내일을만들어갈것입니다.

28 National Fusion Research Institute 플라즈마응용연구 29 Plasma Application Research 미션 국내외플라즈마기술연구의허브및선도연구기관역할수행 플라즈마원천기술의확보및창의적실용기술개발

플라즈마융합캡퍼스 국제플라즈마 School 플라즈마원천기술개발 군산센터완공 국내외네트워크구축 차세대의료및산업용고효율 고성능고전하 중이온 / 금속이온원연구 플라즈마를이용한고품위유기반응활성화개발 플라즈마-분체반응원천기술개발 MW-RF

플라즈마응용기술로제작된박막을전계방출형전자현미경을이용하여박막표면, 단면구조를분석하는모습 융복합응용기술개발 미래선도플라즈마농식품융합기술개발 롤투롤플렉서블조명 / 디스플레이제조장치용플라즈마발생원개발 나노물질합성 / 기능화 /

15 28 National Fusion Research Institute 플라즈마응용연구 29 Plasma Application Research 미션 국내외플라즈마기술연구의허브및선도연구기관역할수행 플라즈마원천기술의확보및창의적실용기술개발 플라즈마기술기반의지방 R&D 역량강화 주요연구분야 연구사업추진계획 플라즈마연구기반구축 세계원천기술확보 플라즈마고등기술연구소 플라즈마기반기술개발 플라즈마물성및해석기술연구플랫폼개발 플라즈마해석및제어서비스기반구축 플라즈마진단및특성평가연구 플라즈마융합캡퍼스 국제플라즈마 School 플라즈마원천기술개발 군산센터완공 국내외네트워크구축 차세대의료및산업용고효율 고성능고전하 중이온 / 금속이온원연구 플라즈마를이용한고품위유기반응활성화개발 플라즈마-분체반응원천기술개발 MW-RF hybrid plasma torch 개발 전자와가스분자의충돌을통해 Total Cross Section과같은물리량을측정하는장치 2. 플라즈마응용기술로제작된박막을전계방출형전자현미경을이용하여박막표면, 단면구조를분석하는모습 융복합응용기술개발 미래선도플라즈마농식품융합기술개발 롤투롤플렉서블조명 / 디스플레이제조장치용플라즈마발생원개발 나노물질합성 / 기능화 / 조합을위한플라즈마의응용기술개발 기대성과 플라즈마융복합기술의독자적기술역량확보및세계적연구성과창출기반조성 급속한글로벌산업 기술환경변화에대응가능한다양한플라즈마기술 산 학 연과연계한기술이전및사업화등다양한응용분야에서의기술혁신및신산업창출 개소스원으로구성된중성입자빔기술을활용한태양전지및반도체소자제작클러스터를연구하는모습

30 National Fusion Research Institute 중소기업지원 31 Small & Medium Business Support R&D 강점분야를활용한중소기업지원 본원 : 핵융합 가속기등거대과학장치기술확대군산센터 : 플라즈마원천 융복합기술 원천기술개발국민의삶직결 R&D 강화 플라즈마 농식품융복합기술개발산업원천기술 R&D

이를위하여국가핵융합연구소는중소기업지원센터를설치하고국가산업경쟁력의원천이되는중소 중견기업의지속적인성장과창조경제의견인차역할을수행하는벤처기업의성공적인시장진입을지원하고있습니다. 중소기업지원센터는연구소보유기술과인프라를활용한중소기업현장밀착형기술지원과벤처기업의자생력강화를위한사업화아이템공동연구개발및멘토링서비스를추진하고있습니다.

대내적으로는기업지원관련제도개선및인센티브제고그리고 TLO및기업포탈을통합운영하여필요한장비활용에대한 DB를제공함은물론유망기술에대한특허관련정보도실시간으로제공하고있으며, 대외적으로 Global Bridge 사업을추진하여해외진출기업에대한정보제공및해외부스운영을통한직접적인홍보사업도동시에추진하고있습니다.

16 30 National Fusion Research Institute 중소기업지원 31 Small & Medium Business Support R&D 강점분야를활용한중소기업지원 본원 : 핵융합 가속기등거대과학장치기술확대군산센터 : 플라즈마원천 융복합기술 원천기술개발국민의삶직결 R&D 강화 플라즈마 농식품융복합기술개발산업원천기술 R&D 반도체공정용원천기술개발 이산화탄소자원화기술개발 거대과학장치산업생태계 전문인력양성 국가핵융합연구소는핵융합에너지개발과정에서창출되는핵융합 플라즈마연구분야의우수한 R&D성과가중소기업의기술경쟁력강화와기술이전 사업화로이어져핵융합연구개발과정에서조성된 핵융합산업생태계 의활성화를통해창조경제실현에이바지하고자노력하고있습니다. 이를위하여국가핵융합연구소는중소기업지원센터를설치하고국가산업경쟁력의원천이되는중소 중견기업의지속적인성장과창조경제의견인차역할을수행하는벤처기업의성공적인시장진입을지원하고있습니다. 중소기업지원센터는연구소보유기술과인프라를활용한중소기업현장밀착형기술지원과벤처기업의자생력강화를위한사업화아이템공동연구개발및멘토링서비스를추진하고있습니다. 이와함께, 국가핵융합연구소보유기술의산업적활용을제고하고자사업화유망기술발굴과기술마케팅및기술이전을위해연구소와기업을잇는커뮤니케이터역할을수행하고있습니다. 대내적으로는기업지원관련제도개선및인센티브제고그리고 TLO및기업포탈을통합운영하여필요한장비활용에대한 DB를제공함은물론유망기술에대한특허관련정보도실시간으로제공하고있으며, 대외적으로 Global Bridge 사업을추진하여해외진출기업에대한정보제공및해외부스운영을통한직접적인홍보사업도동시에추진하고있습니다. 기업의역량강화를위하여제일중요한요소중하나는연구인력에대한역량강화를위하여맞춤형연구인력개발프로그램운영, 전문교육기관전문가활용, 기술교육, 전문가세미나의장을활발하게운영하고있습니다. 가속기, KSTAR. ITER 사업을통한 거점연구센터를활용한엔지니어링기술확보핵융합인력양성 산업체참여를통한핵융합 가속기 학연공동연구센터를활용한장치산업생태계조성플라즈마기술인력양성 한국핵융합 가속기기술진흥협회운영 군산산업단지와연계한 국가첨단엔지니어링기술인프라구축실무형인력양성앞으로중소중견기업뿐만아니라대기업과도신규파트너기업을발굴하고기술사업화공동활용분야를발굴하여서로가시너지효과를극대화할수있는방안을모색하고있으며새로운전주기적글로벌네트워크를구축하고상생의장을더욱넓혀가고자노력하고있습니다. 국가핵융합연구소는중소 중견기업및벤처기업등과동반성장을통해새로운가치를창조하는건강한전주기적산업생태계를조성하여지역발전과국가경쟁력향상에기여하는정부출연연구소가되기위하여최선을다하겠습니다.

32 National Fusion Research Institute 핵융합산업생태계 33 Blueprint 2040 fusion Industry ecosystem 핵융합연구개발사업과국내산업체가동반성장하는핵융합기술가치공유플랫폼 국가핵융합연구소는우리나라가에너지강국이될수있도록 KSTAR연구사업과

기술력이부족한중소기업 중공업분야중견 / 대기업 범용기술보유기업 KSTAR 건설및완공 산업체참여규모매출규모약고용창출약 69 2,582 1,380 개억원명 핵융합에너지상용화를위해국가핵융합연구소는고성능플라즈마를장시간유지시키기위한원천기술확보와 투입에너지대비생산에너지비율인에너지증폭률을높여경제성을도모하고초고온, 극저온, 고진공과같은극한

17 32 National Fusion Research Institute 핵융합산업생태계 33 Blueprint 2040 fusion Industry ecosystem 핵융합연구개발사업과국내산업체가동반성장하는핵융합기술가치공유플랫폼 국가핵융합연구소는우리나라가에너지강국이될수있도록 KSTAR연구사업과 ITER공동개발사업경험을통하여핵융합에너지상용화를위해반드시해결해야하는과제들을연구개발하고있으며, 핵융합노심및장치기반기술과핵융합로공학기술개발결과를바탕으로핵융합실증로 (DEMO) 에서전기생산실증을거쳐 2040년대한국형핵융합발전소건설을목표로하고있습니다. 기술력이부족한중소기업 중공업분야중견 / 대기업 범용기술보유기업 KSTAR 건설및완공 산업체참여규모매출규모약고용창출약 69 2,582 1,380 개억원명 핵융합에너지상용화를위해국가핵융합연구소는고성능플라즈마를장시간유지시키기위한원천기술확보와 투입에너지대비생산에너지비율인에너지증폭률을높여경제성을도모하고초고온, 극저온, 고진공과같은극한 환경에서도신뢰성있는재료물질을개발하는등핵융합에너지상용화에한걸음더다가설것입니다. 또한창의적 연구환경을조성하고개방적연구협력체제를강화하여세계수준의핵융합에너지연구개발중심기관으로서대한민국의미래에너지를만들어가겠습니다. KSTAR 운영및 ITER 건설산업체참여규모 중소기업상생프로그램성장단계별맞춤형기술력유지지원및협력체제강화를위한프로그램 KSTAR 운영 ITER 건설 13 개 164 개 국가핵융합연구소는산업체와긴밀한협력을통해핵융합에너지상용화를향한꿈을이루어가고있습니다 Korea STAR Company Program 산업체의성장잠재력발굴, 전략방향제시글로벌비즈니스사업연계를위한프로그램 DEMO 개발예정 함께힘을모아일군핵융합산업생태계를지속적으로발전시켜대한민국의밝은미래를건설하겠습니다 가속기개발항공우주반도체및디스플레이에너지 / 환경

18 34 National Fusion Research Institute 국내외협력현황 35 Domestic collaboration International collaboration Netherlands University Of Technology Eindhoven (TU Eindhoven) 대전 충청 한국원자력연구원 (KAERI) : 한국원자력안전기술원 (KINS) : 한국과학기술정보연구원 (KISTI) : 한국전력공사전력연구원 (KEPRI) : 한국표준과학연구원 (KRISS) : 한국과학기술원 (KAIST) : 한국수력원자력 ( 주 ) 중앙연구원 : 한남대학교 (Hannam University) : 유성구청 : 대전광역시 : 기초과학연구원 (IBS) : 기술보증기금대전기술융합센터 : LG 화학기술연구원 : 전라북도 군산대학교 (Kunsan National University) : 전북대학교 (Chonbuk National University) : 전라북도및군산시 : ( 재 ) 전북테크노파크, 중소기업진흥공단전북서부지구, 군산대학교산학협력단, 원광대학교산학협력단, 우석대학교산학협력단, 전북대학교산학협력단, 전주대학교산학협력단, 호원대학교산학협력단 : 서울, 경기 서울대학교 (Seoul National University) : 한국원자력의학원 (KIRAMS) : 한국전력기술주식회사 (KOPEC) : / 한국과학기술연구원 (KIST) : 한양대학교 (Hanyang University) : 강원강원발전연구원 (KDRI) : 경상북도포항공과대학교 (POSTEC) : 한동대학교 (Handong University) : 울산과학기술대학교 (UNIST) : 국립대구과학관 : 포항가속기연구소 : 경상남도동의대학교 (Dong-Eui University) : 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) : / Karlsruhe Institute of Technology (KIT) : 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) : / Russia 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 : Australia Australian National University(ANU) : 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) : /

19 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 핵융합이론및시뮬레이션연구과학사업화 12 KSTAR 연구 32 핵융합산업생태계 16 ITER 사업 36 Network 20 핵융합공학연구 38 맺음말 24 플라즈마응용연구 핵융합에너지는자원이아닌기술을

QR코드를스캔하시면 NFRI에관한더많은정보를보실수있습니다. National Fusion Research Institute 대전광역시유성구과학로 113 Tel. 042)879-6000, Fax. 042879-6219, http://www.nfri.re.kr Contents 4 8 핵융합에너지이야기 About NFRI 28 30 핵융합이론및시뮬레이션연구과학사업화