초록 ▼

□ 연구개발 목표
□ 핵융합로 성능을 저해하는 Neoclassical Tearing Mode (NTM)의 정확한 생성 및 거동 예측을 위한 난류와 NTM의 상호작용 연구
- 국내 전자기 난류 모사 기술 확보 및 고성능 핵융합 운전을 위한 물리 기반의 정밀한 NTM 제어 물리 확보

□ 연구개발 내용
□ 연구 배경 및 필요성
- Neoclassical Tearing Mode (NTM) 전자기 불안정성은 고성능 핵융합 운전 (High-β)이 목표인 KSTAR 및 국제 핵융합로 ITER의 상당한 성능 저하

□ 연구개발 목표
□ 핵융합로 성능을 저해하는 Neoclassical Tearing Mode (NTM)의 정확한 생성 및 거동 예측을 위한 난류와 NTM의 상호작용 연구
- 국내 전자기 난류 모사 기술 확보 및 고성능 핵융합 운전을 위한 물리 기반의 정밀한 NTM 제어 물리 확보

□ 연구개발 내용
□ 연구 배경 및 필요성
- Neoclassical Tearing Mode (NTM) 전자기 불안정성은 고성능 핵융합 운전 (High-β)이 목표인 KSTAR 및 국제 핵융합로 ITER의 상당한 성능 저하 및 플라즈마 붕괴를 초래할 수 있는 주 요인 중 하나로 연구가 활발히 진행되어오고 있음.
- 고성능 핵융합 운전을 위해 NTM의 제어 및 제거 방법인 외부전자전류구동을 ITER 실험을 위해 준비중에 있고, 짧은 시간 내에 발생하는 전자기 모드 특성상 전류구동이 필요한 NTM의 정밀한 위치 및 시점 예측이 필수적임.
- 최신 실험 및 이론 연구 결과에서 난류와 NTM간의 상호작용이 보고되고 있으나, 지금까지의 NTM 예측 모델들은 난류에 의한 영향을 고려하지 못하여 예측 정밀도에 불확실성이 큼.

□ 연구 개발 내용
- 본 과제에서는 상기 문제 해결을 위해 NTM과 난류의 상호작용을 고려하는 다음의 연구 및 개발을 하고자 함.
* NTM을 자체 일관적 (Self-consistent)으로 전산모사할 수 있는 근원 물리 (First principle)에 기반한 비선형 광역 전자기 자이로동역학 (Gyrokinetic) 코드 도입 (및 개선)
* 난류 영향에 의한 NTM 발생 조건 변화 연구
* 정전기 및 전자기 모사의 비교 연구로부터 난류와 자기섬의 상호작용에 의한 수송변화 연구
* 외부 전류 구동 및 외부 가열에 의한 자기섬 크기 축소 시 난류가 미치는 영향 연구

□ 활용계획 및 기대효과
□ 도입된 전자기 코드를 이용하여 난류를 고려한 다른 주요 자기유체동역학 불안정 모드들과 난류간의 상호작용 전산모사 기술 확보
□ NTM과 난류와의 상호작용을 규명하여 최소에너지소모 외부전자전류구동으로 효과적인 NTM 제어 및 제거 원리를 제공하고, 이는 핵융합 발전 효율을 최적화할 것으로 예상

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발 목표 및 평가항목별 성과 ... 6
• 1-1. 연구개발 목표 ... 6
• 1-2 평가항목별 성과 ... 6
• 1-3. 목표 미달 시 원인 분석 ... 6
• 1-4 (해당 시) 연구개발 목표 및 주요내용 변경사항 ... 7
• 1-5. 선정/단계/연차점검의견 ... 7
• 2. 추진내용 및 연구개발결과 ... 8
• 2-1. 추진내용 및 연구개발결과 ... 8
• 2-2. 추진 일정 실적 ... 63
• 3. 연구 개발 결과의 활용 방안 ... 64
• 3-1. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여정도 ... 64
• 3-2. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 64
• 3-3. 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 65
• 4. 당초 연구계획 대비 주요 변경사항 ... 65
• 끝페이지 ... 66