확장형 가상 핵융합로 플랫폼 구현

이 사업은 글로벌 핵융합 산업의 급성장에 대응해 디지털 기반 핵융합로 설계·운영 기술을 확보하기 위해 추진된다. 세계 최초의 범용 디지털 가상 핵융합로 플랫폼과 AI 기반 분석·제어 모듈 개발을 목표로 하며, 핵융합·AI·디지털 플랫폼 분야의 기업, 대학, 연구기관이 고르게 참여할 수 있다. 핵융합로의 설계, 운영, 안전성 검증을 디지털 환경에서 완전 시뮬레이션하기 위한 국가 인프라 구축에 중점을 두며, 미래 핵융합 에너지 산업을 선도하기 위한 기반 마련이 특징이다.

이 과제는 확장형 AI 기반 가상 핵융합로 플랫폼을 구현하여 핵융합로 설계·분석·운영 전 주기를 디지털 환경에서 처리할 수 있는 기술 확보를 목표로 한다. 1단계에서는 3차원 데이터 기반 플랫폼과 CAD 자동 생성 기술, 고속 물리엔진의 핵심 구조를 개발하고, 2단계에서는 실제 핵융합로 모델(V-KSTAR 등)을 적용하여 설계 최적화와 제어 검증을 실증한다. 또한 AI 기반 시뮬레이션 정확도 향상, 자동 분석 기능 고도화, 가상 실험 기능 확장을 통해 TRL 3~5 수준의 성과를 도출하는 것을 중점으로 한다.

본 과제는 디지털 트윈 기술과 AI 기반 물리엔진을 결합하여 가상 핵융합로를 직접 설계하고 분석할 수 있는 디지털 연구환경을 구축하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 실제 핵융합로 설계 검증 비용을 절감하고, 고속 시뮬레이션 기반 연구 효율을 극대화하는 것이 핵심 방향이다. 주요 개발 내용은 다음과 같다. 1. 디지털 가상 핵융합로 플랫폼 구축 - 3D 핵융합로 구성 데이터를 통합하는 플랫폼 구축 - CAD 모델의 자동 생성 및 형상 변형 기능 개발 - 연구자가 직접 실험 조건을 설정할 수 있는 가상 실험 인터페이스 제공 2. AI 기반 고속 물리엔진 개발 - 노심, 증식블랑켓, 열수송 계통 등 핵심 요소별 물리 모델 개발 - AI 및 머신러닝 기반 초고속 시뮬레이션 엔진 구현 - 2단계에서 정확도 0.9 이상, 자동 분석 속도 0.1초 달성 목표 3. 핵융합로 설계 및 제어 최적화 기술 - AI 기반 설계 최적화 및 자동 제어 정밀도 개선 - V-KSTAR, V-CPD/DEMO 등 실제 장치를 반영한 가상 모델 실증 - 가상 환경에서 500MW 이상의 출력, TBR 1.05 이상 등 목표값 검증 4. 플랫폼 고도화 및 실증 - Flight Simulator와 같은 조작형 제어 실험 기능 개발 - 실증 과정에서 발견된 문제점 보완 및 통합 플랫폼 완성 - 최종적으로 mrnIF 73.0, 특허 SMART 7건 등 성과지표 달성 본 과제는 핵융합·AI·디지털 트윈 분야의 기업·연구기관이 참여하기 적합하며, 기술 고도화를 통한 핵융합 산업의 디지털 경쟁력 확보를 지원한다.