[이슈밸리=권동혁 기자] 국내 연구진에 의해 '인공 태양' 핵융합의 최대 난제로 꼽히는 플라스마 붕괴 원인인 자기장 불안정성을 극복할 인공지능(AI) 자율제어 기술이 개발됐다.
한국연구재단은 중앙대학교 서재민 교수와 미국 프린스턴대학교 에그먼 콜먼 교수 공동연구팀이 인공지능을 이용해 핵융합 인공 태양의 불안정성을 피할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
인공태양은 태양에너지의 원천인 핵융합 반응을 지구상에서 구현해 에너지를 얻는 차세대 친환경에너지 기술을 말한다.
태양의 중력 대신 강한 자기장을 이용, 수소 플라스마를 핵융합로에 가두고 고온·고압 환경에서 지속적인 핵융합 반응을 일으켜 에너지를 생산한다.
하지만 고온·고압의 플라스마에서 발생하는 '자기장의 찢어짐' 불안정성은 플라스마 붕괴를 일으키는 가장 큰 요인이다.
이는 국제핵융합로 ITER와 같은 미래 인공 태양 운영의 난제로 여겨졌다.
ITER는 핵융합 에너지 상용화 가능성을 실증하기 위한 거대 인공 태양으로 우리나라를 비롯한 세계 35개국이 참여하는 인류 역사상 최대 규모의 국제 공동 과학 프로젝트다.
연구팀은 핵융합로 내부 센서들을 이용해 플라스마 상태를 모니터링하고, 플라스마 불안정성을 예측하는 시스템을 개발했다.
이 예측 시스템에 강화학습 인공지능을 도입해 다양한 플라스마 상태에서 높은 압력의 플라스마를 붕괴시키지 않고 안정적으로 유지하는 방법을 학습시켰다.
연구팀은 이 기술을 미국 최대 핵융합 장치인 'DⅢ-D'에 적용한 결과 인공지능을 가진 인공태양이 스스로 찢어짐 불안정성을 피해 가며 높은 성능의 플라스마를 유지하는 것을 실험적으로 입증했다.
특히 찢어짐 불안정성과 붕괴가 쉽게 발생하는 ITER 기준조건에서도 인공지능이 플라스마를 안정적으로 유지했다.
