IPP 최초의 헬륨 플라스마 - Oerlikon Leybold Vacuum의 기술

최초의 헬륨 플라스마는 Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP)의 핵융합로 Wendelstein 7-X에서 생성되었습니다. 2015년 12월 10일, 10여년간의 건축과 준비 후 IPP 연구자들은 세계 최대의 Stellarator 타입 융합시설의 시범 운영에 성공하였습니다.

과학자들은 배출된 플라스마 용기에 1 밀리그램의 헬륨 가스를 공급하고 Oerlikon Leybold Vacuum의 진공 기술을 이용하여 링의 첫 번째 플라스마를 성공적으로 점화하였습니다.

가까운 미래에 계획된 수소핵의 핵융합 시뮬레이션은 진정으로 획기적인 기술로서 친환경적인 에너지 공급에서 중요한 역할을 할 가능성을 제시합니다. 이러한 혁신 개념의 성공적인 구현을 위한 요소로서 진공 시스템의 구현과 유지가 초기 단계부터 이용되어 왔습니다. 퀼른에 위치한 진공 기술의 개척자이자 기술 선도업체 Oerlikon Leybold Vacuum GmbH는 IPP에 특수 진공 시스템을 공급해왔습니다.

밀레니엄이 도래한 후부터 고진공, 전진공, 크라이오제닉, 누출 감지기 등 많은 진공 조건이 Max Planck Institute 연구 설비의 일부분이 되었습니다. “설치된 전진공 펌핑 시스템은 스텔러레이터의 펌핑을 시작하고 사용 중인 헬륨을 회수하는데 이용되는 TURBOVAC MAG 2000 W와 같은 터보분자 고진공 펌프의 작동을 가능하게 합니다.” Oerlikon Leybold Vacuum의 프로젝트를 담당하는 Dr. Michael Pschyrembel은 이와 같이 설명하였습니다.

헬륨 플라스마의 생산은 섭씨 수백만 도에서만 가능하기 때문에 요구 수준은 매우 높습니다. 이러한 요구를 충족하기 위해 이온과 전자의 입자 혼합을 자기장으로 처리하여 진공 용기 내에 접촉이 없는 부동 상태를 확보해야 합니다. 고리 모양의 철제 껍데기로 감싼 3.5 미터 높이의 초전도 솔레노이드 링 70개가 플랜트의 핵심입니다. 배출된 내부에서는 코일을 절대 영도에 가까운 초전도 온도로 냉각함으로써 자기장 생성 후 에너지 소비를 최소화합니다.

하지만 이러한 성공적인 목표 달성은 실험의 시작에 불과합니다. "2016년 저희는 몇 가지 과제에 직면해있지만 실제 연구 주제인 수소 플라스마로 진행할 것입니다” IPP의 프로젝트 관리자 Dr. Thomas Klinger 교수는 이와 같이 설명하였습니다. 이어서 수소 플라스마는 온도가 섭씨 1억 도에 이르러야 점화되기 때문에 온도는 크게 상승합니다.

Oerlikon Leybold Vacuum의 CEO Dr. Martin Füllenbach는 이러한 업적에 기뻐했습니다. "우리는 이번 성공을 자랑스럽게 생각하며, 저희의 앞서나가는 진공 솔루션이 기초 연구에 기여하고 획기적인 성과를 달성하는 길을 마련하였음을 다시 한 번 입증하였습니다.”