핵융합 과학

최근들어 핵융합에 대한 뉴스기사나 정보들이 많이 나오고있습니다.

핵융합과학에 대해 함께 알아볼까요?

 

핵융합의 과학
로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL)의 일부인 국립 점화 시설(National Ignition Facility)의

미국 과학자들은 12월 중순 쯤핵융합의 주요 돌파구를 발표 했습니다.

처음으로 과학자들은 핵융합 실험에서 동력을 공급하는 데 사용된 레이저 에너지보다

더 많은 에너지를 성공적으로 생산했습니다.

위의 그래픽은 핵융합을 설명하고 이 발견이 어떻게 새로운 형태로

깨끗하고 지속 가능한 에너지를 위한 미래를 열 수 있는지 설명하고있습니다.

핵융합이란 무엇인가요?
핵융합은 엄청난 힘이 수소 플라즈마를 약 섭씨 1억도까지 압축하고 가열하는 태양과 별에 동력을 공급합니다. 이 온도에서 더 가벼운 입자는 헬륨으로 융합되어 엄청난 양의 에너지를 방출합니다.

핵융합은 유해한 대기 배출물을 생성하지 않고 소량의 단기 방사성 폐기물만 생성하기 때문에 상당히 깨끗한 에너지원입니다.

과학자들은 거의 70년 동안 수소 동위원소(중수소 및 삼중수소)를 사용하여 핵융합 발전소에 동력을 공급하기 위해 지구에서 그것을 복제하려고 노력해 왔습니다.

중수소는 바닷물에서 발견되고 삼중수소는 리튬(배터리에 사용되는 공통 원소)을 조사하여 얻어지기 때문에 이러한 동위원소의 접근성은 핵융합이 미래의 주요 에너지원이 될 수 있음을 의미합니다.

예를 들어 1리터의 물에 존재하는 중수소의 양은 300리터의 기름을 연소시키는 것과 같은 양의 핵융합 에너지를 생산할 수 있습니다.

 

 

그러나 진정한 과제는 핵융합 발전소가 소비하는 것보다 더 많은 에너지를 생산하도록 하는 것입니다.

퓨전 점화의 도전
핵융합 점화는 자체적으로 지속되는 핵융합 반응에 대한 용어로, 반응이 소모하는 것보다 더 많은 에너지를 생성합니다. 지금까지 과학자들은 손익분기점 수준까지만 가능했습니다.

National Ignition Facility는 핵융합 점화를 달성하기 위해 레이저로 작은 수소 플라즈마 펠릿을 폭격하는 것을 포함하는 관성 구속 핵융합 이라는 특수 설정을 사용했습니다.

미국 에너지부 에 따르면 LLNL의 실험은 목표물에 2.05MJ의 에너지를 전달하여 핵융합 임계값을 초과했으며, 그 결과 3.15MJ의 핵융합 에너지 출력이 발생했습니다 .

핵융합 에너지가 곧 상용화될 수 있을까?
최근 몇 년 동안 융합 기술은 Chevron 및 Google과 같은 민간 기업뿐만 아니라 정부의 관심을 끌고 있습니다. 블룸버그 인텔리전스(Bloomberg Intelligence)는 핵융합 시장이 궁극적으로 40조 달러의 가치가 있을 것으로 추정합니다.

에너지 생성 외에도 융합은 우주 추진, 해양 추진, 의료 및 산업용 열과 같은 다른 시장에서 사용될 것으로 예상됩니다.

그러나 김부딜 로렌스 리버모어 국립 연구소 소장에 따르면 핵융합 에너지가 상용화되기 까지는 “아마도 수십 년” 이 걸릴 것이라고 한다.

획기적인 발표에서 융합이 성공적으로 상용화되기 전에 "분당 많은 융합 점화 이벤트"를 생성하고 "강력한 드라이버 시스템"을 갖추는 것이 필요하다고 언급했습니다.