미래창조과학부 공고 제 2014-111호

2014년 대학중심 핵융합기초연구 및 인력양성지원사업 신규과제 공고

미래 청정에너지인 핵융합 상용화에 대비하여 핵융합 분야 연구기반을 확대하고 연구역량 향상을 위한 핵융합 연구 기반구축 및 전문인력양성을 지원하기 위한 2014년도『대학중심 핵융합기초연구 및 인력양성지원사업』신규 과제를 아래와 같이 공고합니다.

2014년 3월 25일

미래창조과학부장관 최 문 기

1. 사업개요

□ 사업목표

○ 미래 청정에너지인 핵융합 상용화에 대비하여 핵융합 분야 연구기반을 확대하고 연구역량 향상을 위한 핵융합 기초연구 및 전문인력 양성

□ 사업기간 및 예산

○ 사업기간 : ’09년 ~ 계속

○ ’14년예산 : 5,712 백만원

※ 신규 과제수와 과제별 연구비는 예산 범위 내에서 평가결과를 반영하여 최종 확정

□ 지원대상 및 지원규모

※ 근거 : 핵융합에너지개발 진흥법 제8조

지원분야 (연구단위)	거점센터	학연공동연구	핵융합기초연구
연구형태	공동연구	공동연구	개인연구
지원기간*	5년(3+2)	3년	1~3년
연구비(연간)**	5~20억원	5억원 이내	1억원 이내
지원대상***	▪「기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한 법률」 제14조제1항 각 호의 기관이나 단체소속으로 연구기간동안 연구에 전념할 수 있는 연구자 ▪ 신청 마감일 기준 4개월 이내, 핵융합기초연구 및 인력양성지원사업 책임연구과제수(세부과제 포함)가 1개 미만인 연구자(전문인력양성지원 과제 제외) * 거점센터 총괄연구책임자는 주관연구기관 정규직으로 연구기간 동안 재직이 보장된 연구자

* 1차년도 사업기간 : ’14.6.30 ～ ’15.5.31

** 연구내용 및 연구자의 역량 등에 따라 연구과제별 연구비 차등 지원

*** 연구단위내에서 중복 지원은 불가하나 연구단위 간 교차지원은 가능

2. 공모분야 및 주요사항

□ 신규과제 분류

○ 신규과제는 '14년에 선정되는 ‘신규지원과제’와 '14년 종료과제 중 질적평가 연구결과가 우수한 ‘후속연구지원과제*’로 구분

* 후속연구지원과제 : 최종평가 결과 최우수 등급으로 질적평가 연구결과(성과소개서 평가결과)가 2등급** 이상인 과제로, 최장 6년까지 지원(최초지원기간 포함)

** 질적평가 2등급 : 국내 학문/기술적 수준을 한단계 upgrade시킬 수 있는 지식 또는 기술 (국내 최고 수준)

※ 최종평가 대상자에게「우수연구과제 후속연구지원제도」별도공지

□ 공모분야

○ 거점센터(Top-Down)

- (주요기능) 핵융합 상용화를 위하여 전략적 추진이 필요한 핵심분야의 연구역량 강화 및 우수성과 달성을 위한 연구거점으로 집단연구

- (연구분야) 8개 거점센터 핵심연구분야(붙임1)에서 핵융합난제(붙임2)를 1개 이상 포함하고, 거점센터 세부과제로 핵융합 전체를 포괄하는 전문인력양성과제* 1개 포함

* 선정된 거점센터 중 전문인력양성과제 평가결과가 가장 우수한 1개 지원(3억원 이내)

※전문인력양성지원 예시 : 교육역량강화 공동프로그램(summer school 등), 역량강화 특별 Award(해외 학회 발표 지원, 최고 논문상 등), 연수 지원 등 전문인력 양성을 지원할 수 있는 방안(※ 공식적인 공모․선정이 필요할 경우 한국연구재단이 지원)

○ 학연공동연구(Bottom-Up)

- (주요기능) 다양한 학문분야의 통합이 필요한 핵융합기술 개발을 위하여 산․학․연의 공동․융합연구 활성화로 연구역량 제고 및 저변확대

- (연구분야) 다양한 학문분야의 융합 및 산·학·연 공동연구가 필요한 핵융합 연구 전반

※ 세부과제 연구책임자의 소속기관이 다르게 구성하거나, 소속기관이 같은 경우는 소속학과 혹은 연구분야(예, 이론, 실험 등)가 상이하도록 과제 구성

- (가점부여) 핵융합 이외 타분야*를 포함한 공동․융합연구는 평가점수의 2% 가점 부여

※ 단, 가점대상 연구책임자는 타분야 융합공동연구 기술서를 연구계획서와 함께 제출하고 선정평가를 통해 가점 여부를 결정

* "핵융합 이외 타분야 공동․융합연구” 설명을 위한 사례 예시 : ①비선형 동력학/비평형 통계역학/천체물리학 연구자와의 공동연구를 통하여 핵융합 플라즈마 난류 수송 현상의 새로운 해석 및 연구방향 제시, ②응용수학 및 전산학 연구자와의 공동연구를 통하여 대용량 시뮬레이션 고도화를 위한 효율적 알고리듬 제시, ③제어공학 연구자와의 공동연구를 통하여 핵융합 플라즈마 제어의 신개념 제어 알고리듬 제시 (최적 제어 및 비선형 제어) 등

○ 핵융합기초연구(Bottom-Up)

- (주요기능) 혁신도약형 R&D 사업으로 도전적․창의적 연구과제 지원

- (연구분야) 핵융합에너지 개발에 필요한 이론연구, 노심연구, 부품소재기술, 핵심기기 기술 등 핵융합 전 분야에 대한 창의적인 기초연구

□ 신규 지원규모

○ 당해연도 연구기간 : 2014. 6.30 ~ 2015.5.31

○ 신규과제 지원예산 : 42억원 내외

- 신규 과제수 : 거점센터 3개․학연공동연구 3개․핵융합기초 5개 내외

- 1차년도 연구비는 연도별 연구비 중 1차년도 연구기간을 감안하여 조정하며, 조정을 통하여 형성된 재원은 기술개발 등을 위한 산학연 참여 학연공동연구에 우선 지원

※ 신규 과제수와 지원예산은 평가결과를 반영하여 최종 확정

3. 신청자격

□ 연구 수행 상한제도(3책5공)를 준수

○ 연구자가 동시수행 가능한 연구개발과제는 최대 5개로 한정하며, 그 중 연구책임자로 최대 3개(3책 5공)까지 수행할 수 있으나, 다음의 경우는 예외임

▪ 신청마감일로부터 4개월이내에 종료되는 연구개발과제

▪ 사전조사, 기획‧평가연구 또는 시험‧검사‧분석에 관한 연구개발과제

▪ 세부과제의 조정 및 관리를 목적으로 하는 연구개발과제

▪ 5천만원 이하 소규모 연구개발과제(미래부 소관 신진연구사업*)

* 단, 우수신진, 모험연구 등 지원규모가 큰 일부 세부사업은 3책5공 적용

□ 동일 수행과제 신청 금지

▪ 미래창조과학부의 국가연구개발사업 및 타 부처/기관 유사사업의 지원으로 동 신청과제와 연구목표, 연구내용 및 연구방법이 동일하게 수행되었거나 수행 중에 있는 경우 등은 신청을 금지함

□ 국가연구개발사업 참여제한 적용을 받지 않는 연구자

▪ 국가연구개발사업 참여제한 제재 조치를 받은 연구자는 제재기간이 신청마감일 전일까지 종료되는 경우 신규과제 신청 및 참여 가능

(타 부처 소관 연구개발사업에서 제재 조치를 받은 경우도 동일)

4. 평가절차 및 평가지표

□ 평가절차

○ 신규지원과제

사전검토 (요건검토)		전문가 평가 (발표평가)		종합평가		최종확정
신청기관 및 연구책임자 자격, 신청서식, 민간 분담율, 참여기업의 적합성 및 중복성 등 검토		연구개발 계획 및 연구역량의 우수성 등을 평가		종합점수 산출(가점부여), 지원우선순위 및 연구비 결정		신규과제 선정(안) 심의·확정

○ 후속연구지원과제

후속연구지원 신청		종료과제 최종평가 (전문가 평가, 발표평가)		최종확정
신규과제 접수기간 내 후속연구지원 신청서 접수		종합점수, 평가등급 산출 및 후속연구지원과제 대상 결정		후속지원과제 선정(안) 심의·확정

※ 후속연구지원을 희망하는 ’14년도에 종료 학연공동연구 및 핵융합기초연구 연구책임자는 후속연구지원 신청서(희망 연구기간, 연구비 및 연구내용 등)를 신규과제 접수기간 내에 필히 온라인 제출(미 제출시 대상과제에서 제외됨)

※ 최종평가 결과에 따라, 후속연구지원과제로 선정된 과제는 종료과제와 동일한 연구단위로 최장 6년까지 지원(최초연구기간 포함)

※ 후속연구지원과제 선정 후, 연구책임자는 추가지원기간 동안의 연구계획서 및 성과창출추진계획서 등을 제출하고 전문가 중심의 검토를 통해 연구기간, 연구비 및 연구내용 등을 조정

□ 평가지표

○ 평가지표 및 배점

항목	평가지표	총괄	세부	단위
연구목표의 도전성 및 연구계획의 창의성	①연구과제의 창의성	5	10	20
	②연구결과의 도전성	5	10	15
	③연구목표(성과목표)의 타당성 및 달성 가능성	15	15	15
	④연구비·연구기간의 적절성	5	5	5
연구내용 및 방법의 우수성	⑤집단(공동·협력)/개인 연구로서의 타당성	5	5	5
	⑥연구개발 방법 및 추진전략의 적합성	15	15	10
	⑦과제 구성의 유기성 및 합리성	15	10	-
연구자의 연구역량	⑧연구책임자 및 핵심연구원의 연구능력	10	10	15
	⑨연구진 구성의 적정성	10	5	-
연구성과의 활용 및 기대효과	⑩과학적·기술적·경제적 파급효과	5	5	10
	⑪기반기술 개발 및 핵융합장치와의 연계 등을 통한 핵융합에너지 원천기술개발에 기여도	10	10	5

○ 평가지표별 평가시 착안점

평가지표	평가시 착안점
①연구과제의 창의성	∙제안된 연구가 기존의 연구와 비교하여 얼마나 혁신적이고 새로운 접근인가?
②연구결과의 도전성	∙해당연구의 과학적․기술적 어려움의 정도 및 이에 대한 해결방법, 성공시 해당분야의 기술수준 향상정도는 어떠한가?
③연구목표(성과목표)의 타당성 및 달성 가능성	∙연구목표 및 성과창출목표(양적·질적)가 타당하게 설정되었으며 구체적이고 달성 가능한가 ?
④연구비·연구기간의 적절성	∙연구목표의 성공적 달성을 위한 연구비 및 연구기간이 적절하게 배정되어 있는가?
⑤집단(공동·협력)/개인 연구로서의 타당성	∙집단(공동·협력)/개인 연구가 필요하며 적정한 연구분야인가?
⑥연구개발 방법 및 추진전략의 적합성	∙연구내용에 부합하는 연구방법 및 추진전략이 체계적으로 잘 짜여 있는가?
⑦과제 구성의 유기성 및 합리성	∙연구과제(총괄-세부)의 구성이 타당하고 유기적인가?
⑧연구책임자 및 핵심연구원의 연구능력	∙연구책임자 및 핵심연구원이 해당 연구를 성공적으로 수행할 수 있는 전문성과 역량을 보유하고 있는가? 과거 연구성과(질적성가)가 우수한가?
⑨연구진 구성의 적정성	∙연구목표 달성 및 연구수행을 위한 적합한 연구진으로 구성되었으며, 구성원 간 연구분야의 상호 보완이 가능한가?
⑩과학적·기술적·경제적 파급효과	∙기대 연구성과를 통해 과학적․기술적·경제적으로 파급효과가 우수한가?
⑪기반기술 개발 및 핵융합장치와의 연계 등을 통한 핵융합에너지 원천기술개발에 기여도	∙핵융합분야 기반확보, KSTAR 운영 및 ITER구축 등 핵융합에너지 원천기술개발에 기여도가 높은가?

○ 전문인력양성지원 과제 평가지표 및 배점

항목	평가지표	평가시 착안점	배점
목표의 명확성 및 계획의 적합성	①전문인력양성지원 목표 설정의 구체성 및 명확성	∙전문인력양성지원을 위한 목표 설정이 구체적이고 명확하며 연차별 세부계획이 적절한가?	15
	②환경변화에 따른 전문인력양성 목표 및 내용설정의 적절성	∙KSTAR 및 ITER 등 핵융합에너지개발사업의 수요를 반영하고 연계한 전문인력양성이 가능한가?	10
	③연구비 편성 및 집행계획의 적절성	∙전문인력양성 프로그램 분야별 예산배분이 적정하고 추진일정에 따른 연구비 편성 및 집행계획이 적절한가?	10
전문인력양성 내용 및 방법의 우수성	④전문인력양성 운영 및 연계·협력체계의 적절성	∙전문인력양성지원을 위한 참여연구원의 운영 및 관련 연구기관과의 연계·협력체계가 적절한가?	15
	⑤지원 내용의 우수성	∙전문인력양성을 위한 내용이 우수한가?	15
	⑥전문인력양성 지원 방법 및 추진전략의 적합성	∙전문인력양성에 부합하는 지원방법 및 추진전략이 체계적으로 잘 짜여 있는가?	15
전문인력양성 수행역량 및 기대효과	⑦주관연구기관의 전문인력양성 의지 및 역량	∙주관기관 및 연구책임자가 적극적으로 전문인력양성을 지원할 수 있는 의지와 역량을 보유하고 있는가?	10
	⑧역량제고 및 핵융합 분야 발전에 기여	∙전문인력양성 지원결과 역량을 제고하고 우수인력 배출을 통한 핵융합분야 발전에 기여도가 높은가?	10

5. 신청기간 및 방법

□ 신청절차

○ 한국연구재단 연구사업통합지원시스템(http://ernd.nrf.re.kr)에 연구책임자가 로그인하여 연구계획서(신청서) 등록 및 주관연구기관 승인

연구책임자의 등록정보갱신 (연구업적 등)		연구책임자의 연구계획서 등 온라인 등록		주관연구기관의 온라인 등록사항 확인・승인		오프라인 제출
연구책임자		연구책임자		주관연구기관장		연구책임자

※ 접수된 계획서는 수정이 불가하므로 작성·제출 시 작성요령 및 유의사항 준수요망

□ 접수기간

구 분		거점센터	학연공동		개인기초
			신규	후속		신규	후속
온라인신청	연구계획서 등록	4.16(수) 09:00 ∼ 4.25(금) 18:00
	주관기관 승인	4.16(수) 09:00 ∼ 4.28(월) 18:00
오프라인 제출		4.28(월) 09:00 ∼ 4.30(수) 18:00

※ 응모과제가 없을 경우, 10일 이상 재공고함

※ 연구단위내 중복지원은 불가하나 연구단위 간 교차지원은 가능

※ 온라인 등록은 신청자의 연구계획서 온라인 등록 완료, 주관기관 승인은 주관연구기관 장(연구관리 담당자)의 승인을 의미

※ 주의사항

- 상기 신청기간 내에 주관연구기관장은 연구신청자의 등록사항을 승인해야 하며, 마감시간 임박 시 접속폭주로 신청이 어려울 수 있으므로 최종 마감 3～4시간 전까지 완료 요망

- 온라인 접수분에 한하여 오프라인 접수가 가능하며, 오프라인 제출 서류 내용과 온라인 제출 서류 내용은 반드시 일치하여야 함

- 오프라인 제출은 방문 혹은 우편으로 가능하며 우편접수는 마감일 도착분에 한함

- 오프라인 제출시, 기관장 직인을 반드시 받을 것

- 접수된 서류는 반환하지 아니함

□ 접수처

○ 대전광역시 유성구 가정로 201 한국연구재단 교류관 2층 거대과학팀
(우편번호 305-754)

□ 제출서류

구분	제출서류	제출부수	비고
공통양식	1. 국가연구개발사업 연구계획서	13부 (원본 1부 + 사본 12부)	연구자 전체 해당 (후속연구지원과제 제외)
	2. 연구책임자 확인서(사업 참여현황 포함)주
	3. 성과창출추진계획서
	4. 개인정보 제공 및 활용 동의서주
추가양식	1. 후속연구지원 신청서	해당시 13부 (원본 1부 + 사본 12부)	’14년 종료과제 연구자(희망시)
	2. 타분야 융합·공동연구 기술서		학연공동연구과제만 해당
	3. 연구장비도입 심의요청서		3천만원 이상 연구장비도입시
	4. 기업참여의사 확약서주		기업참여 신청 연구자만 해당
	5. 학생인건비 지급 하한선 적용 예외 요청서주		지급 하한선 적용 예외 요청시

※ 연구계획서 양식 및 작성요령 등은 [별첨] 자료를 반드시 참고

※ 등록 완료된 연구계획서는 수정이 불가하므로 작성․제출 시 작성요령 및 유의사항 준수 요망

※ 관련 제출서류 및 사실을 제시하지 않은 책임은 전적으로 신청기관 및 연구책임자에게 있음

※ 평가점수가 60점 미만(단독 응모된 경우 70점 미만)은 탈락 처리함

※ 연구계획서는 제본 방법을 확인하여 오프라인 제출(기타 참고사항)

※ 주 : 서명이 들어간 확인서, 동의서, 요청서는 스캔하여 연구사업통합지원시스템에 업로드하고 원본 제출

6. 추진일정

일 정	추 진 내 용
2014. 3. 25	신규과제 공모
2014. 4. 25	신규과제 접수마감
2014. 5∼6월	연구단위별 선정평가(발표평가) 실시
2014. 6월	최종평가 및 후속연구지원 여부 결정
2014. 6월	신규과제(신규, 후속) 선정결과 통보
2014. 6월 말	신규과제(신규, 후속) 협약체결 및 연구개시

※ 상기 일정은 변경될 수 있으며, 평가 등 확정된 일정은 추후 안내

7. 문의처 및 기타 참고사항

□ 문의처(☎042-869-○○○○)

○ 한국연구재단 거대과학팀 7712~4, bjpark78@nrf.re.kr

- 사업 및 연구지원, 협약체결 및 연구비 지급 등

- 평가결과 및 협약용 연구계획서 검토승인 관련

○ 한국연구재단 정보팀 Help Desk(1544-6118)

- 접수, 파일업로드 오류 등 : 정보팀

□ 기타 참고사항

○ 연구개발과제 선정 시 가·감점 적용

가·감점*	내 용
+3%	- 최종평가 최우수등급 과제 연구책임자는 신규 신청 시 최초 1회 한하여 가점
-3%	- 최종평가 하위등급(4등급) 과제 연구책임자는 신규 신청 시
-5%	- 최종평가 최하위등급(5등급) 과제 연구책임자는 신규 신청 시

※ 가·감점은 핵융합기초연구 및 인력양성지원사업의 최종평가결과에 한해 과제종료 후 2년이내 신규과제 신청 시 평가점수에 적용함. 단, 목표미달성&불성실 수행 과제의 연구책임자는 참여제한

○ 국가 연구개발사업 공통적용사항

1) 창의적연구사업: 참여율을 70%이상 유지

○ (과제수행 자격) 창의적연구 책임자는 참여율을 70%이상으로 유지하여야 하며 과제 수행 중에는 참여율 100%(출연(연) 연구원의 경우 최대 130%) 범위내에서 타 국가연구개발사업 책임자로 1개 과제 추가 수행 가능(단, 기초연구사업은 중복 수행 불가)

○ (신규 신청자격) 타 국가연구개발사업 과제를 수행중인 연구자도 신청 가능하나, 연구개시일 기준으로 창의적연구사업 신규과제 참여율을 70%이상으로 유지 할 수 있어야 하고, 개인기초연구사업 수행자가 창의적연구사업에 선정되는 경우 기존 과제를 창의적연구사업으로 이관하고 조기 종료

2) 국가과학자지원사업 : 연구책임자는 타과제 참여 불가

○ 기존에 수행중인 과제는 12개월 이내 정리

※ 단, 국제공동연구 또는 해외로부터의 수탁연구 참여가능

3) 선도연구센터지원사업

○ 글로벌핵심연구센터(GCRC) 센터장은 1단계 연구기간 중 국가연구개발사업 신규과제에 참여할 수 없음.

○ 선정된 후 3책5공 초과과제 또는 2억원 이상 과제는 12개월 이내 종료 또는 이관

※ 단, 1단계 기간 중에도 산학협력 또는 국제공동연구 사업은 참여가능

4) 글로벌프론티어사업

○ 연구단장은 현 소속기관 내에서 타 업무 참여불가

※ 단, 본 사업 참여 전 기존의 진행 연구과제에 대해서는 6개월 내에 종료 또는 연구책임자를 교체토록 함.

5) WCU사업 참여 해외학자 타 국가연구개발사업 참여기준

○ 국내대학으로 이직한 사람 : 국내학자와 동일하게 적용

- 이공분야(3책5공)

- 인문사회분야(1책3공)

○ 해외 원소속기관 겸직자 : 1개의 타 국가연구개발사업에 참여연구원으로 참여 가능

○ 인건비 및 참여율 계상 : 타 국가연구개발사업에서 별도의 실지급 인건비 신청 및 지급 불가. 다만 연동비목 계산을 위하여 사업단당 30% 이내에서 참여율 계상 가능

<공통 신청자격 제한 요건>

<연구자의 연구비 집행․관리 교육 의무화>

▪ 재단 과제를 수행하는 신규진입 연구자＊는 연구수행 기간 동안 재단에서 지정하는 연구비 집행․관리 교육을 이수하여야 한다.

＊신규진입 연구자 : 재단 소관과제에 대해 최초로 선정된 연구자

<연구중단 최소화를 위한 공고>

▶ 연구 신청 시, 신중하게 신청하여야 하며, 선정되어 연구 수행 중 중단할 경우에는 아래와 같이 엄중하게 조치할 수 있음

① 정당한 사유 없이 연구수행을 포기한 경우 : 3년 참여제한

※ 미래부 소관 연구개발사업 처리규정 제45조(참여제한 기간 및 사업비 환수 기준)

② 모든 중단과제는 연구비 정밀정산 실시하여, 부적정 집행액은 전액 환수하되,

- 연구중단까지의 연구실적을 평가하여 “부적합(불량)”일 경우에는, 연구조원 인건비 등을 제외한 연구비는 전액 환수

③ 연구중단 연구책임자는 신규과제 신청 시, 감점(패널티) 등 행정적 불이익 조치

○ 핵융합기초연구 및 인력양성지원사업 적용사항

○ 현재 핵융합기초연구 및 인력양성지원사업을 수행중인 연구자(세부과제 포함)는 신청 불가

- 단, 수행중인 과제가 신청 마감일 기준 4개월 이내 종료되거나 전문인력양성지원 과제의 연구책임자는 중복대상에 포함되지 않음

○ 거점센터 총괄연구책임자는 주관연구기관에 재직중인 정규직으로 연구기간 동안 재직이 보장되어야 하며,

- 총괄연구책임자를 변경하는 경우에도 변경전 총괄연구책임자는 연구기간 종료시까지 공동연구원으로 참여하여 과제의 목표를 성공적으로 달성할 공동 책임을 짐

○ 신규과제 신청시 선정 우선순위

- 연구단위별 신규 연구과제(세부과제 포함) 및 후속연구지원과제에 동시 지원할 경우, 선정결과의 우선순위에 따라 최종선정 연구과제 결정

※ 1) 후속연구(1순위) > 신규과제(2순위)
2) 신규과제 : 거점센터(1순위) > 학연공동(2순위) > 개인기초(3순위) 순으로 최종선정

○ 대상과제 : 2014년도 협약체결 과제(신규, 계속 포함)

○ 대상학생 : 연구개발과제에 참여하는 석․박사 과정 학생연구원*

*「연구계획서 양식 A910」에 학생연구원 명단 및 연락처 기재

○ 적용기간 : 과제 협약기간

○ 학생인건비 지급기준 및 하한선 적용 방법

- (기준) 연구개발과제 참여율에 따라 적정 인건비를 지급*하되,

* 참여율 100% 기준 석사 월 180만원, 박사 월 250만원

- (하한선) 개인별 실지급액* 기준으로 석사과정생 월 80만원(참여율 기준 약 44%), 박사  과정생 월 120만원(참여율 기준 48%) 이상 보장

* 각종 R&D과제 인건비(정부, 민간, 지자체, 대학자체, 국외 등에서 지원하는 과제로 대학본부에서 학생별 월지급액을 기록․관리하는 경우만 인정) 및 정부지원 연구장학금(2단계 BK21 등)으로  학생에게 지급되는 금액 전체 (단, 정부지원 연구장학금 이외 각종 장학금, 학비면제, 조교 수당 등은 제외)

○ 하한선 적용 예외

- (학생 요청) 학업 등의 사유로 학생 요청 시 ‘[별첨] 학생인건비 실지급액 하한선 적용 예외 신청서(참여학생용)’ 양식에 따라 참여율 및 실지급액 조정 가능

- (연구책임자 요청) 지원대상 학생 수 과다* 등의 사유로 연구책임자 요청 시(학생 인건비 실지급액 하한선 적용 예외 신청서 양식 제출 후), 전문기관 검토 결과에 따라 한시적으로 예외 인정

* 최소기준(안) :	(연구책임자 과거 3년간 연도별 연구비 평균)	≤	30백만원
	(논문 지도 중인 석․박사 과정 학생 수)

○ 학생인건비 실지급액 하한선 적용 안내

○ 연구계획서 제본 방법

▪ 흰색표지 좌철 제본, 양면복사(스프링 제본 불가)

▪ 표지는 계획서의 첫 페이지를 그대로 복사하며, 주관연구책임자 및 기관장의 날인 후 제본

▪ 총괄과제의 경우, 세부(위탁)과제 포함하여 1권으로 제본

▪ 아래 ‘제출서류’의 번호순서대로 제본하고 번호와 번호사이에 색 간지를 넣어 구분함

▪ 아래 예와 같이 색 간지(흰색간지 불가) 포함

ex) 제본 구성 : 표지 + 연구계획서(총괄과제용) + 색 간지 + 연구계획서 (제1세부과제) + 연구책임자 확인서, 성과창출추진계획서, 개인정보 제공 및 활용 동의서 + (해당시) 타분야 융합·공동연구 기술서, 연구장비도입 심의요청서, 기업참여의사확약서, 학생인건비 지급 하한선 적용 예외 신청서 등 + 색 간지 + 연구계획서 (제2세부과제) …

□ 기타사항

○ 사업추진과 관련하여 본 공고에서 정하지 아니한 사항은「국가연구개발사업의 관리 등에 관한 규정」,「미래창조과학부 소관 과학기술분야 연구개발사업 처리규정」등을 적용함

붙임1		거점센터 핵심연구분야

○ 핵융합에너지개발을 위하여 전략적 추진이 필요한 거점센터 핵심연구분야 지정 및 분야별 주요 이슈 예시 제시(설명자료 : 붙임 3)

○ 거점센터 구성방법은 제안된 단일 핵심연구분야 또는 핵심연구분야간 연계 등 우수성과 달성을 위하여 연구자가 자율적으로 구성하되, 핵융합 난제분야(붙임2)를 최소 1개 이상 포함

○ 거점센터 핵심연구분야 : 8개 분야

구 분	핵심연구분야	주요 이슈 예시
핵융합로 노심기술	① MHD 안정성 연구	•NTM •ELM •Disruption 탐지 및 완화 •RWM 등
	② 수송 및 감금 연구	•핵융합 플라즈마 난류 현상 이론 •신개념 진단장치 개발 등
	③ 언저리 및 디버터 열속 제어	•ELM mitigation •Radiative Divertor •Plasma-Wall Interaction(high Z) 등
핵융합로 재료 기술	④ 핵융합로 대면재료 기술	•High Z 대면재료 개발 •Low Z 대면재료 개발 •대면재료 시험평가 기술개발 등
플라즈마 진단 및 제어기술	⑤ Advanced 진단	•Profile (ne, Te) •고속 톰슨 진단 •Radiation (Bolometer 등) 등
	⑥ 실시간 진단 및 제어	•최적 플라즈마 제어 알고리즘 개발 •실시간 NTM 제어 •PFC/Divertor hot spot 제어 등
가열 및 전류구동 기술	⑦ 신개념 전류구동 연구	•고밀도 플라즈마 RF 전류 구동 •통합(수송 및 전류구동) 모델링 등
기 타	⑧ KSTAR 등 국내핵융합장치를 활용한 혁신적 성과창출 분야

붙임2		핵융합 난제분야(거점센터)

○ 핵융합 상용화 및 ITER 운전에 대비하여 핵융합 노심, 가열 및 진단, 디버터 등의 분야에서 상호 연관되면서 난제로 분류되는 연구 주제

ITER 운전대비 주요 난제

① L-H 전이 임계파워 예측: L-H 전이 임계파워는 ITER의 기본 운전모드인 H-모드 구현을 위해 필요한 가열파워의 최소값을 의미하는 것으로 현재 불확실한 상태임. 95% 신뢰도를 가지려면 25-90MW 정도의 오차범위가 요구됨. ITER 장치에 필요한 가열장치 용량을 결정하는 주요 인자로 최적 규모 파악과 준비를 위해서는 보다 정밀한 예측기술 확보가 필요함

② Pedestal 높이 예측: ITER 장치의 주요 연구 목표 가운데 하나가 H-모드 운전을 통해 Q=10, 즉 약 50MW의 입력파워 조건에서 약 500MW의 핵융합 출력을 달성하는 것임 (여기서 Q=출력파워/입력파워). 이러한 목표달성 여부를 결정하는 핵심 인자가 H-모드 플라즈마의 경계 수송장벽 영역을 나타내는 pedestal의 높이로 그 크기를 결정하는 기본 원리가 아직 명확치 않은 상태로 보다 정확한 예측기술의 확보가 필요함

③ ELM 크기 완화: H-모드 플라즈마의 경계영역에서 발생되는 불안정성인 ELM(Edge localized mode)은 순간적으로 대량의 열속을 디버터 영역에 방출하여 디버터 손상을 야기할 수 있음. ITER 디버터의 안정성 확보를 위해서는 기존장치 대비 약 40배 이상 그 크기를 감소시키는 것이 필요함. 현재 KSTAR에서 실험 중인 외부섭동자장을 이용한 방법과 Pellet 연료입자 입사방법 등이 주요 방안으로 연구 중이나 아직 완벽한 해결책이 확보되지 못한 상태로 집중적인 연구가 필요한 상황임

④ Disruption 제어: Disruption은 플라즈마가 자체 불안정성이나 외부 제어의 실패로 갑자기 붕괴되는 현상으로 이 경우 순간적으로 대량의 열속이 디버터 영역으로 방출되어 디버터 등의 손상을 야기할 수 있음. 특히 ITER가 운전 초기부터 이러한 고열속에 상대적으로 취약한 텅스텐을 디버터 재료로 사용하기로 결정함에 따라 안정적 운전을 위해서는 완벽에 가까운 제어기술 확보가 요구되고 있음

⑤ 디버터 최대열속 완화: 위에서 기술한 ELM 및 disruption 제어는 플라즈마 불안정성에 의해 순간적으로 야기되는 비정상적 열속과 관련된 문제인 반면, 정상적인 운전 상태에서 일어나는 플라즈마 열속에 대해서도 연구가 필요함. ITER의 경우 기존장치보다 훨씬 큰 장치 크기로 인해 그 열속 폭이 대폭 감소(1mm 정도까지)하고 그에 따라 단위면적당 열속 밀도도 크게 증가할 것으로 예상되므로 이에 대한 완화방안 확보도 매우 시급한 현안으로 대두된 상태임

⑥ 불순물 축적 제어: 토카막 장치 실험에서 일반적으로 관측되는 현상 가운데 하나가 초고온 플라즈마와 인접 벽간의 상호작용에 의해 발생되는 불순물이 플라즈마 내부에 축적되는 것으로 이 경우 방사(radiation)에 의한 플라즈마 에너지 손실로 인해 안정된 플라즈마 상태의 유지가 어렵게 됨. 이러한 불순물 축적 문제는 특히 운전 시간 증대와 함께 그 정도가 점점 심화될 것으로 예상되고 있어 핵융합 장치의 장시간 운전을 위해서는 반드시 해결해야 할 현안이라 할 수 있음. 현재 ECH 가열, sawtooth 활용 등 다양한 방안이 연구 중이나 보다 확실한 제어 방법 확보와 그 물리기구의 이해가 요구되고 있음.

고성능∙장시간 운전실증 관련 주요 난제

① 플라즈마 밀폐효율 향상 (H98 >1.3 이상): 강력한 자기장을 사용하여 초고온 플라즈마를 밀폐하고 핵융합에너지를 생산하려는 자장 핵융합 연구에 있어 가장 큰 난제 중 하나가 플라즈마 입자 및 에너지의 빠른 손실 문제임. 그 주요 원인이 플라즈마 난류인 것으로 밝혀졌으나 보다 상세한 물리기구는 불확실한 상태임. ITER의 기본모드인 H-모드는 자발적 외부 수송장벽 형성에 의해 그 밀폐성능이 이전 모드보다 2배 정도 향상 되었지만 아직 고성능, 고출력 핵융합로 건설에 필요한 밀폐성능 수준에는 미치지 못한 상태임. 이러한 밀폐성능 향상을 위해 현재 advanced inductive 모드 등 다양한 운전모드 연구가 진행 중인데 고성능 핵융합로 개발을 위해서는 그 효율을 나타내는 H98 인자가 H-모드 보다 대략 1.3배 이상은 증가되어야 할 것으로 파악되고 있음

(참고로 H-모드 경우 H98 ∼1).

② 자발적 전류비 향상 (fBS >0.7 이상): 토카막 플라즈마의 주요 특징 중 하나가 플라즈마 압력구배에 비례하여 자발적으로 플라즈마 전류가 생성되는 것임. 이를 잘 활용할 경우 중성입자빔 등의 가열장치에 의한 외부 전류구동 요구량을 최소화할 수 있어 핵융합로의 효율성 및 경제성을 크게 증대시키는 것이 가능함. 플라즈마 전체 전류 대비 이러한 자발적 전류비의 증대를 위해서는 가능한 플라즈마 전체 전류를 줄이고 아울러 플라즈마 압력을 증대시키는 것이 필요한데, H-모드의 경우 아직 그 값이 대략 0.3-0.4 정도로 보다 고성능, 고효율 핵융합로 개발을 위해서는 이를 적어도 2배 이상 향상시키는 것이 필요함.

③ 플라즈마 압력효율 향상 (βN > 5 이상): 일반적으로 핵융합 반응에 의해 생성되어 나오는 핵융합 출력의 크기는 플라즈마 압력의 제곱에 비례하여 증가하는 것으로 알려져 있어 핵융합로의 경제성 향상을 위해서는 가능한 한 플라즈마 압력을 최대화하는 것이 필요함. 한편 토카막 장치에서 달성 가능한 플라즈마 최대 압력은 보통 MHD 불안정성에 의해 제한되는데 고성능 핵융합로 구현을 위해서는 이러한 MHD 불안정성의 제어를 통해 βN을 적어도 5 이상으로 증대시키는 것이 요구됨. 여기서 βN은 자기장 대비 플라즈마 압력 비를 나타내는 변수로 기존 장치들을 통해 대략 5에 근접한 값은 얻어졌으나 보다 핵융합로에 유사한 조건에서 장시간의 안정적 구현이 아직 요구되고 있음.

④ 핵융합로 유사조건 감금성능 향상: 위에서 기술한 바와 같이 고성능, 고효율, 고출력 핵융합로 구현을 위해서는 무엇보다 플라즈마 감금효율, 자발적 전류비, 플라즈마 압력효율에 대한 요구조건들을 동시에 만족시키는 것이 필요함. 기존 장치들을 통해 이러한 요구조건들의 달성이 상당부분 가능함이 보여졌으나, 대부분 특정 조건에서 얻어진 것으로 실제 핵융합로와 유사한 조건에서 구현 가능성은 아직 검증되지 못한 상태임. 특히, 낮은 플라즈마 유동속도 및 전자와 이온의 온도가 비슷한 조건에서 고성능 모드 구현 가능성에 대한 검증이 필요하며, 아울러 동 조건에서 위의 요구조건 만족이 어려울 것으로 나타날 경우 그 한계를 극복할 수 있는 새로운 방안의 도출이 요구됨.

⑤ 고출력 조건 디버터 열속 완화: 위에서 기술한 요구조건의 만족을 통해 고성능, 고출력 운전모드 구현이 가능한 경우 예상되는 후속 현안 중 하나가 디버터에 증가된 열속의 제어임. ITER 보다 3-4배 커진 핵융합 출력으로 인해 디버터 최대 열속도 비슷하게 증가될 것으로 예상되므로 기존의 열속 완화 기술을 더욱 향상시키는 것이 필요함. 여기서 한 가지 고려해야 할 점은 이러한 추가 열속 완화가 고성능 플라즈마 운전 유지에 큰 영향을 주어서는 안 된다는 것으로 두 기술의 동시 구현이 중요함.

⑥ 실시간 플라즈마 분포 제어: 위에서 기술한 높은 감금효율, 자발적 전류비, 압력효율을 갖는 고성능, 고출력 운전모드 달성을 위해서는 특정 형태를 갖는 플라즈마 온도, 밀도, 전류 분포들의 구현이 우선적으로 필요할 것임. 이를 위해서는 실시간 플라즈마 제어를 통해 목표한 플라즈마 분포를 구현해 가는 것이 필요한데, 특히 플라즈마 변수들 간의 비선형 연계성을 고려한 고급 제어기술의 확보가 요구됨. 장시간 운전이 가능한 KSTAR는 기존 장치들에 비하여 실시간 플라즈마 제어기술 개발에 매우 유리한 상태로 향후 동 기술 개발을 선도할 수 있을 것으로 기대됨.

붙임3		거점센터 핵심연구분야 설명자료

Ⅰ. 핵융합로 노심기술

MHD 안정성 연구

○ (기술 개요) MHD 현상은 플라즈마 물리현상 중 가장 큰 규모의 현상으로 이와 관련된 불안정성은 플라즈마의 성능을 감소시킬 뿐만 아니라 tokamak 운전의 성패를 좌우하는 것으로 이에 대한 물리현상의 이해와 제어기술은 핵융합 발전을 위한 선결 과제

① NTM 불안정성

- NTM 불안정성은 플라즈마가 고성능화 되면 빈번하게 발생하는 현상으로 일차적으로 플라즈마 성능을 감소하게 하고 종국에는 플라즈마의 붕괴를 가져옴

- 플라즈마 고성능화 단계에서 가장 먼저 직면하는 위험인자로 관련 연구와 제어가 시급한 문제임

② ELM (edge localized mode)

- ELM은 플라즈마 가둠 효율이 높은 H-mode에서 발생하며, 플라즈마 언저리부에서 급격하게 증가한 플라즈마 압력이 밖으로 무너져 내리는 현상

- ITER나 핵융합로 조건의 경우 단 한번의 ELM 현상으로도 divertor에 손상을 가하기에 충분한 열속을 방출하기 때문에 이에 대한 완화/억제 연구는 ITER급 장치에서 중요한 이슈

③ Disruption 탐지 및 완화

- Disruption은 MHD 불안정성이 가져올 수 있는 가장 파국적인 현상으로 급속한 방전의 붕괴에 따르는 전자기력과 열속은 플라즈마 대면재와 구조에 치명적인 손상을 입힐 수 있음

- 특히 고성능 대전류 플라즈마의 붕괴는 단 한번으로도 장치에 돌이킬 수 없는 손상을 줄 수 있으므로 고성능화 단계에 앞서 Disruption을 사전에 탐지 및 완화하거나 안전하게 방전을 종료하는 기술을 반드시 확보해야 함

④ RWM(Resistive Wall Mode) 불안정성

- 고성능 플라즈마 성능의 상한을 결정하는 불안정성으로, 플라즈마의 성능이 어떤 상한(no-wall limit)에 도달하였을 때 불안정하게 됨

- RWM 역시 종국에 플라즈마의 붕괴(disruption)을 초래하기 때문에 여러 가지(plasma rotation, dynamic error field correction 등) 방법을 통해 안정화 하려는 연구가 수행 중임

- KSTAR의 목표 성능(bn ~ 4)에 도달하기 위해서는 이에 대한 물리 이해와 안정화 하기위한 연구가 선행되어야 함

수송 및 감금 연구

○ (기술 개요) 핵융합 플라즈마 수소 과정 및 프로파일 형성의 통합적 이해 및 제어

- (이론 및 시뮬레이션) 핵융합 플라즈마 난류의 형성, 포화 및 억제 과정 이해, 다중스케일 상호작용의 동력학 모델 개발, 자기충족적 대용량 통합 시뮬레이션 코드 개발, 핵융합로의 최적 운전 시나리오 제시

- (난류 수송 현상 이해를 위한 실험 연구) 노심 및 언저리 난류 현상 이해를 위한 신개념 진단장치 개발, 이론/시뮬레이션과의 결합을 통한 핵융합 플라즈마 난류 현상의 궁극적 이해 도모 및 프로파일 제어 실현

① 핵융합 플라즈마 난류 현상 이론

- 핵융합 플라즈마 난류 현상의 이론적 이해 도모 필요

- 간단한 모델을 활용한 핵융합 플라즈마 난류의 기본적 특성 연구

- 핵융합 플라즈마 난류 현상의 물리학적 이해를 위한 새로운 개념 및 방향 제시

- 다중 스케일 상호 작용의 이론적 구현

② 신개념 진단장치 개발

- 난류 연구를 위한 모험적/혁신적 진단장치 개발 (예: High-k 요동 측정, 고 시간분해능 자기장 요동 측정, 유동 요동 측정 등) 및 이를 통한 핵융합 플라즈마 난류 연구의 Breakthrough 도달

- 합성 진단 (Synthetic Diagnostic) 모듈 개발

- 이론 및 시뮬레이션 연구와의 결합을 통한 토카막 난류 현상의 통합적 이해 도모

언저리 및 디버터 열속 제어

○ (기술 개요)

- (ELM mitigation) 경계국소모드(ELM)의 붕괴에 의해 디버터에 인가되는 순간열속의 완화기술

․ 외부 3차원 자장이나 입자 주입 및 국소가열을 이용한 경계국소모드의 억제 및 완화 기술개발

- (Radiative divertor) 금속 대면재료 상황에서 노심가열에 의해 디버터 표면에 인가되는 정상상태 열속완화 기술

․ 디버터 형상 변경, 방사화 디버터를 이용한 최대 열속 감소 기술 개발

- (Plasma Wall Interation) 금속 대면재료 (텅스텐, 몰리브덴)의 고열속 및 고입자속 조건에서 재질 손상 및 플라즈마로의 불순물 유입 제어 기술

① ELM mitigation : 정상상태의 열속 뿐 아니라 ELM 붕괴에 의해 디버터로 유입되는 순간적인 열속으로 인해 디버터의 용융이 예상되고, ITER의 경우 단 한번의 ELM 붕괴가 허용되지 않을 정도로 안정적인 ELM 붕괴제어기술의 확보가 요구됨

- 다양한 연구가 최근 10년간 활발히 진행되어 왔으며 부분적으로 기존 장치에 적용가능한 기술들이 개발되었으나 ITER 및 핵융합로에서의 적용가능성은 여전히 불확실함

② Radiative Divertor : 핵융합로의 경우 현재까지의 연구성과로 볼 때 노심가열에 의한 정상상태의 열속이 20-30 MW/m2 이상으로 예측되며 기존 디버터의 최대처리가능 열속인 10 MW/m2를 현저히 상회하여 재질의 용융 및 열손상으로 인한 빈번한 디버터 교체 및 유지보수가 요구되어 경제성을 확보하기 어려움

- 다양한 연구가 수십년 동안 활발히 진행되어 왔으나 현재까지는 만족할 수준의 기술이 확보되지 않음

③ Plasma Wall Interaction : 핵융합로의 경우 고열속 및 고입자속으로 인해 금속재료의 swelling/dislocation/filametation 등 다양한 재질 손상이 예상되며 이에 효과적인 재질의 개발이 요구되며, 특히 디버터 표면에서 생성된 금속 불순물의 노심 유입 시 야기되는 방사에너지 손실의 최소화는 핵융합 출력을 확보함에 있어 핵심적인 기술분야임

Ⅱ. 핵융합 재료 기술

핵융합로 대면재료 연구

○ (기술 개요) 핵융합 플라즈마로부터 발생되는 지속적인 고열부하, 고속입자 및 중성자로부터 핵융합로 구조물의 손상 방지 및 플라즈마의 안정성 확보를 위해 초고온 내열특성이 뛰어난 대면재료의 개발 및 특성평가

① High-Z 대면재료 개발

- 플라즈마에 의한 침식이 현저히 작은 High-Z 대면재료 중 하나인 텅스텐(W), 텅스텐 합금 및 텅스텐 와이어 강화 복합재료 등의 제조기술 확보가 요구됨

- 플라즈마 대면 부품을 제작하기 위해 Cu 및 CuCrZr 합금과의 접합기술 개발을 통해 구조적 안전성을 향상시키는 것이 필요함

② Low-Z 대면재료 개발

- 대면재료로부터 발생되는 불순물이 플라즈마의 안정성에 미치는 영향이 작은 Low-Z 재료인 탄소섬유 복합재료(CFC), 탄화규소(SiC) 및 탄화규소 섬유강화 복합재료(SiC/SiC)의 제작 및 접합기술의 개발을 통해 원천기술 확보가 필요함

③ 대면재료 시험평가 기술개발

- 플라즈마 대면재료에 인가되는 열부하는 정상상태에서는 20~30 MW/m2, 사고 시에는 30~40 MW/m2 정도로 예측되고 있음

- 따라서 대면재료 및 접합구조물에 대한 내구성을 평가하기 위해 고열부하 인가장치를 이용한 임계싸이클에 대한 평가기술, 냉각특성 평가기술 등이 반드시 요구되고 있음

- 또한, 고열부하시험 전후의 대면재료 및 접합구조물에 대한 결함검출 기술로써 초음파, X-선, 적외선 검사 등과 같은 비파괴 검사기술의 개발도 요구되고 있음

Ⅲ. 플라즈마 진단 및 제어기술

Advanced 진단

○ (기술 개요) 정교한 물리연구를 통한 세계 핵융합 플라즈마 물리연구를 주도하기 위한 최첨단(advanced) 플라즈마 진단장치 및 제어기술

① 플라즈마 밀도 및 전자온도 분포 측정

- 플라즈마 물리연구의 가장 중요하고 기본적인 변수는 전자밀도 및 온도이며 측정에 있어서 공간적인 분포와 시간적으로 고속 측정이 필요

- 고출력 레이저 빔을 이용하는 톰슨산란계의 빔측정 광학계통 및 데이터 획득방법에 날로 발전하는 IT기술의 실시간/고속 방법을 적용하는 경우 많은 물리현상 이해에 도움이 됨

② 방출광 (radiation) 분포 측정

- KSTAR 장치 플라즈마로부터 발생되는 방출광 분포는 핵융합열에너지의 열량환산에서 필수적이며, H-mode power threshold를 비롯한 여러 물리현상 규명에 중요한 역할을 함

- Bolometer array는 이러한 방출광을 측정하는 가장 대표적인 진단장치이며, ECH와 같은 극한의 적외선 환경 하에서 정확한 실험결과를 제공할 수 있는 bolometer array 진단장치 개발은 필수적임

실시간 진단 및 제어

○ (기술 개요) 고성능, 장시간 플라즈마 운전을 성공적으로 달성하기 위해서는 MHD 불안정성 혹은 플라즈마 붕괴와 같은 비정상적인 현상을 실시간으로 측정하고, 분석한 후 피드백 방식으로 제어하는 기술

① 최적 플라즈마 제어 알고리즘 개발

- KSTAR와 같이 고성능 장시간 운전을 목표로 하는 장치에서는 실시간 분포 제어기술 개발 및 여러 가지 플라즈마 불안정성들을 능동적으로 제어하는 최적 알고리즘 개발은 반드시 필요

② 실시간 NTM 제어

- 고성능 플라즈마 조건에서 발생하는 가장 대표적인 MHD 현상인 NTM은 플라즈마 붕괴로 이어지기 때문에 반드시 극복해야 하며, NTM을 실시간으로 측정하고 피드백 제어를 하는 연구는 KSTAR의 성공적인 운전을 위한 필수 요건

③ PFC/Divertor hot spot 제어

- 플라즈마 내벽 (PFC) 및 디버터 (divertor)의 역할은 핵융합 반응에 의해 생성되는 고열을 장시간에 걸쳐 효과적으로 제거하는 것임

- 하지만, 국소적 MHD 불안정성이나 비정상적인 플라즈마 거동에 의한 과열부하로 인해 PFC/divertor의 hot spot이 발생하는 경우  impurity 인입으로 플라즈마 붕괴가 발생하므로 연속운전을 지향하는 핵융합로 연구에서는 반드시 확보해야 하는 기술적 요소

Ⅳ. 가열 및 전류구동 기술 개발

신개념 전류구동 연구

○ (기술 개요) 토카막장치의 기존 전류구동 방식의 한계성(플라즈마 밀도 및 안테나 power flux)을 극복하고 전류구동 효율을 극대화할 수 있는 새로운 개념의 전류구동 기술

① 고밀도 플라즈마 RF 전류 구동

- 핵융합로 고밀도 플라즈마 조건에서 RF 전류구동 효율이 급격히 저하되는 현상에 관한 모델링 연구와 해결책을 제시하기 위한 신개념 RF 고출력 안테나 구조와 최적 주파수 연구 필요

② 통합(수송 및 전류구동) 모델링

- 핵융합로 장치의 고성능 연속운전을 위해서는 플라즈마 압력과 전류밀도의 프로파일 제어가 가장 중요하며 열/입자 수송과 전류구동의 통합 모델링 연구를 통하여 최적의 프로파일을 조사하는 연구가 필요함

Ⅴ. 기타 핵융합 약어 설명

○ Bolometer: 핵융합 열에너지의 열량환산을 위한 방출량을 측정하는 대표적인 진단장치

○ Disruption: 플라즈마의 온도가 급감하고 전류가 차단되면서 방전이 유지되지 못하는 불안정성

○ Divertor: 가두어진 플라즈마에 고체표면이 직접 닿는 리미터와 달리 자기력선의 구조를 조정해서 플라즈마 경계를 만들어주는 장치로 불순물과 헬륨재를 역시 다이버터라고 불리는 장치로 유도하여 제거하는 역할을 함

○ ECH(Electron Cyclotron Heating): 전자사이크로트론가열. 가열을 통해 핵융합 반응을 일으키기 위한 초고온(1억도 이상) 조건을 만들기 위한 장치로 핵융합 플라즈마 내에 존재하는 전자의 회전운동과 공명하는 주파수를 가진 마이크로파를 쏘아 전자를 선택적으로 가열하고 운동에너지를 전달, 전류를 발생시키는 역할

○ ELM(Edge Localized Mode): 주기적으로 에너지 및 입자 분출을 일으키는 불안정성으로 토카막이 H-모드로 운전될 때 흔히 발생함. 일시적인 에너지 및 입자의 손실을 유발하여 플라즈마 가장자리에서 온도와 밀도 저하를 일으킴

○ H-mode: 토카막에서 플라즈마가 특정 에너지 이상으로 가열되었을 때 관측되는 가둠 성능이 좋은 운전영역. 플라즈마 경계 부근에서 온도 및 밀도의 가파른 기울기가 나타나는 것이 특징. 보통의 L-모드에 비해서 가둠 시간이 2배 정도 증가

○ ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor): 국제 토카막 핵융합 실험로. EU, 미국, 일본, 러시아, 중국, 한국, 인도가 국제적인 협력을 통해 프랑스에 건설 중에 있음. 핵융합 발전소 실현을 위해 필요한 기술 및 물리를 위한 연구를 목적으로 함.

○ MHD(Magneto-Hydro Dynamics): 자기유체역학. 플라즈마를 전기 전도성을 지난 유체로 취급하는 이론

○ NTM(Neoclassical Tearing Mode): 외부에서 인가되는 자기장이나 내부의 전류 불안정성 및 압력 구배에 의한 동요가 구속자기장을 왜곡하게 되어 해당 영역에서의 열과 입자의수송이 늘어나게 됨. 이러한 찢어짐 현상에 의해 생성된 자기섬은 자발전류를 교란하고 이러한 교란은 자기장섬을 증폭하여 가둠을 더욱 저하시키거나 플라즈마를 완전히 꺼트리게 됨.

○ PFC(Plasma Facing Component): 플라즈마 인접 내벽

○ PWI(Plasma Wall Interactions): 핵융합로의 플라즈마로 인한 고열속, 고입자속 환경 및 디버터 등으로부터 발생한 금속 불순물으로부터 재료가 받는 영향성을 연구하는 기술 분야

○ Radiative Divertor: 금속 대면재료 상황에서 방출광으로 인한 디버터 표면의 열속 완화 기술

○ RWM(Resistive Wall Mode): 저항이 없는 전도체 벽에 의해서 플라즈마의 불안정성들이 억제될 수 있으나, 저항이 존재하는 전도체 벽에 의해서는 저항 벽 불안정성이 벽의 비저항에 비례하여 느린 속도로 성장함. 실험적, 이론적 증거들이 저항벽 모드가 플라즈마 유동에 영향을 받으며, 플라즈마의 유동이 저항벽 모드를 안정화시키는 데 중요한 역할을 할 수도 있음을 나타내고 있음.

○ TBM(Test Blanket Module): 핵융합로 내부를 둘러싸고 있는 장치이자 삼중수소 핵융합연료 증식, 에너지 변환 및 추출, 방사선 차폐 등의 3대 기능을 ITER에서 시험하는 모듈로 우리나라는 HCCR(Helium Cooled Ceramic Reflector) TBM을 한국형 ITER TBM으로 개발하고 있음.

○ Transport (수송): 입자들과 에너지가 플라즈마 중심부로부터 가장자리 쪽으로 손실되는 과정