▲핵융합연구소의 슈퍼컴퓨터 '카이로스(KAIROS)'.

핵융합 연구를 위한 전용 슈퍼컴퓨터가 구축됐다.

개인용컴퓨터(PC) 3300대에 달하는 계산 성능을 지닌 이 컴퓨터는 핵에너지 상용화를 위한 난제 해결에 쓰인다.

국가핵융합연구소는 핵융합 시뮬레이션 연구에 활용될 1PF(페타플롭스·1초에 1000조번 연산이 가능한 속도)급 고성능 슈퍼컴퓨터인 '카이로스(KAIROS)'를 구축해 본격적인 운영을 들어간다고 24일 밝혔다.

카이로스는 대국민 대상 공모전을 통해 선정된 이름으로 고대 그리스어로 시간을 뜻하고 있어 핵융합에너지 실현을 위한 결정적 순간을 의미한다.

카이로스의 이론 성능이 1.56PF으로 국내에서 특정 연구 분야를 위한 전용 컴퓨터로는 가장 큰 슈퍼컴퓨터며 이론 성능 기준으로는 공공기관 중 한국과학기술정보연구원(KISTI)과 기상청에 이어 세 번째다.

핵융합 상용화의 핵심 과제는 핵융합이 일어나는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 장시간 유지하고 제어하는 것으로 플라즈마의 불안정성을 예측하고 제어키 위해서는 단위 부피당 1천경(10의 19승)개 입자로 구성된 초고온 플라즈마의 모델을 세우고 검증하는 시뮬레이션 연구가 필요하고 이에 따라 고성능 슈퍼컴퓨터는 필수적이다.

연구소는 지난 2011년 도입한 60TF(테라플롭스)급 중소형 슈퍼컴퓨터를 활용해 핵융합 시뮬레이션 연구를 수행하면서 KSTAR 플라즈마 실험 결과를 예측할 수 있는 코드개발 등 핵융합 이론 및 모델링 분야의 연구성과를 거뒀으나 점차 확대되는 시뮬레이션 연구를 수용하기에는 한계가 있었다.

카이로스는 기존 시스템 대비 20여 배 이상의 컴퓨팅 능력을 보유하고 있어 다차원 동력학 모델을 광범위하게 적용한 핵융합 시뮬레이션 연구가 가능하다.

또 핵융합 플라즈마 개발에 필요한 가열, 전류 구동, 감금, 대면재 연구 등에 필요한 계산자원을 갖춰 핵융합 상용화 연구를 위한 새로운 전기가 예상된다.

 연구소는 카이로스를 활용해 KSTAR 실험뿐 아니라 2025년 가동을 시작하는 국제핵융합실험로 'ITER'의 실험 결과 해석 및 예측을 위한 시뮬레이션 코드개발 등을 추진할 계획이다.

이와 함께 효율적인 한국형핵융합실증로(K-DEMO) 설계 및 검증 등을 위해 필요한 가상 핵융합 장치 개발에도 활용할 예정이다.
 
유석재 핵융합연구소장은 "핵융합 연구에도 머신러닝, AI 등 4차 산업혁명 관련 기술을 활용한 연구가 확대됨에 따라 고성능의 슈퍼컴퓨터 역할이 커지고 있다"며 "카이로스의 구축으로 핵융합 연구를 위한 소프트파워를 확보하게 된 만큼 선도적인 시뮬레이션 연구를 통해 핵융합 상용화 난제 해결을 이끌어 나가겠다"고 말했다.

충청비즈  cbiz0419@naver.com

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