PC 3300대 연산능력 보유 슈퍼컴 구축
핵융합 연구에 개인용 컴퓨터(PC) 3300대 규모 연산 능력을 보유한 슈퍼컴퓨터를 활용한다.
국가핵융합연구소(소장 유석재)는 핵융합 시뮬레이션 연구에 활용할 1페타플롭스(PF : PetaFlops)급 고성능 슈퍼 컴퓨터 '카이로스(KAIROS)'를 구축해 본격 가동한다고 24일 밝혔다.
1PF는 1초에 1000조번 연산이 가능한 속도다.
핵융합(연)은 카이로스의 이론 성능이 1.56PF으로 국내 특정 연구 분야 전용 슈펴 컴퓨터 중 가장 큰 규모라고 설명했다. 또 카이로스 도입으로 이론 성능 기준 KISTI와 기상청에 이어 공공기관 중 세 번째 큰 규모의 슈퍼 컴퓨터를 운영한다고 덧붙였다.
핵융합 상용화의 핵심 과제는 핵융합이 일어나는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 장시간 유지하고 제어하는 것이다.
플라즈마는 원자핵과 전자가 떨어져 자유롭게 움직이는 물질의 네 번째 상태다. 핵융합 장치에서 플라즈마를 만들어 1억도 이상의 온도로 가열하면 원자핵이 반발력을 이기고 융합하는 핵융합 반응이 일어난다. 핵융합 장치 내에서 지속적인 핵융합이 일어날 수 있도록 초고온 플라즈마를 안정적으로 유지하는 것이 중요하다.
플라즈마의 불안정성을 예측하고 제어하려면, 단위 부피당 1천경개 입자로 이뤄져 있는 초고온 플라즈마 모델을 세우고 검증하는 시뮬레이션 연구가 필요하며, 이를 실행할 고성능 슈퍼 컴퓨터가 필수적이다.
핵융합(연)은 2011년 도입한 60테라플롭스(TF : TeraFlops)급 중소형 슈퍼 컴퓨터로 핵융합 시뮬레이션 연구를 수행해 왔다. KSTAR 플라즈마 실험 결과 예측 코드 개발 등 핵융합 이론과 모델링 분야 연구 성과를 거뒀지만, 점차 실험 규모가 커지면서 시뮬레이션 연구를 수행하는 데 한계를 경험했다.
핵융합(연) 설명에 따르면, 카이로스는 기존 시스템 대비 20배 이상의 컴퓨팅 능력을 보유하고 있어 다차원 동력학 모델을 광범위하게 적용한 핵융합 시뮬레이션 연구를 할 수 있다. 또 핵융합 플라즈마 개발에 필요한 가열ㆍ전류구동ㆍ감금ㆍ대면재 연구 등을 계산하는 데 활용할 수 있어 핵융합 상용화 연구 수행이 가능하다.
핵융합(연)은 카이로스를 활용해 2025년 가동 예정인 국제핵융합실험로(ITER)의 실험 결과 해석ㆍ예측을 위한 시뮬레이션 코드 개발을 추진할 계획이다. 효율적 한국형핵융합실증로(K-DEMO) 설계ㆍ검증을 위해 필요한 가상 핵융합 장치 개발에도 활용할 예정이다.
유석재 핵융합(연) 소장은 "카이로스 구축으로 핵융합 연구를 위한 소프트파워를 확보한 만큼, 선도적 시뮬레이션 연구를 거쳐 핵융합 상용화 난제 해결을 이끌겠다"고 말했다.
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