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Sep 14, 2023

미국 과학자들이 오랫동안 도달

사상 처음으로 미국 국립 점화 시설(National Ignition Facility)의 미국 과학자들

캘리포니아 로렌스 리버모어 국립 연구소의 국립 점화 시설에 있는 미국 과학자들은 처음으로 핵융합 반응을 성공적으로 생성하여 순 에너지 이득을 얻었다고 이 프로젝트에 정통한 소식통이 CNN에 확인했습니다.

미국 에너지부는 화요일에 이 돌파구를 공식적으로 발표할 것으로 예상됩니다.

실험의 결과는 화석 연료에 대한 의존을 종식시키는 데 도움이 될 수 있는 무한한 청정 에너지원을 활용하기 위한 수십 년 간의 탐구의 거대한 단계가 될 것입니다. 수십 년 동안 연구자들은 태양에 동력을 공급하는 핵융합을 재현하는 핵융합을 재현하려고 시도했습니다.

미국 에너지부 장관 제니퍼 그랜홀름(Jennifer Granholm)은 화요일에 “주요한 과학적 돌파구”에 대해 발표할 것이라고 에너지부가 일요일에 발표했습니다. 이 획기적인 성과는 파이낸셜 타임스(Financial Times)에 처음으로 보도되었습니다.

핵융합은 두 개 이상의 원자가 하나의 더 큰 원자로 융합될 때 발생하며, 이 과정에서 엄청난 양의 열 에너지가 생성됩니다. 전 세계에 전력을 공급하는 핵분열과 달리 장수명 방사성 폐기물을 생성하지 않습니다.

전 세계의 과학자들은 동일한 목표를 달성하기 위해 다양한 방법을 사용하여 획기적인 발전을 향해 나아가고 있습니다.

거대한 도넛 모양의 기계가 거의 무제한의 청정 전력원이 가능하다는 것을 입증했습니다.

국립 점화 시설(National Ignition Facility) 프로젝트는 "열핵 관성 핵융합"으로 알려진 핵융합 에너지를 생성합니다. 실제로 미국 과학자들은 거의 200개의 레이저 배열에 수소 연료가 포함된 알갱이를 발사하여 본질적으로 초당 50회의 속도로 일련의 매우 빠르고 반복적인 폭발을 생성합니다.

중성자와 알파입자에서 수집된 에너지는 열로 추출되며, 그 열이 에너지 생산의 열쇠를 쥐고 있습니다.

케임브리지 대학 공학과의 핵융합 전문가인 토니 룰스톤(Tony Roulstone)은 CNN과의 인터뷰에서 "그들은 외부에 레이저를 폭격함으로써 핵융합 반응을 억제한다"고 말했다. "그들은 외부를 가열하여 충격파를 생성합니다."

핵융합을 통해 순 에너지를 얻는 것은 큰 일이지만, 전력망에 전력을 공급하고 건물을 난방하는 데 필요한 것보다 훨씬 작은 규모로 발생하고 있습니다.

런던 임페리얼 칼리지 관성 핵융합 연구 센터의 공동 소장인 Jeremy Chittenden은 "물 10개를 끓이는 데 필요한 양입니다."라고 말했습니다. "그것을 발전소로 바꾸려면 에너지를 더 많이 확보해야 합니다. 훨씬 더 많은 에너지가 필요합니다."

인공 태양이 영국 시골 아래에서 잠깐 동안 빛나고 있었습니다. 어느 날, 모든 것이 바뀔 수도 있다

영국의 과학자들은 동일한 결과를 생성하기 위해 토카막이라고 불리는 거대한 자석이 장착된 거대한 도넛 모양의 기계를 사용하고 있습니다.

토카막에 소량의 연료를 주입한 후 거대 자석이 활성화되어 플라즈마를 생성합니다. 플라즈마는 태양 중심부보다 10배 더 뜨거운 섭씨 1억 5천만도에 도달해야 합니다. 이로 인해 연료의 입자가 하나로 융합됩니다. 핵융합으로 인해 융합된 생성물은 원래 원자보다 질량이 적습니다. 사라진 질량은 엄청난 양의 에너지로 변환됩니다.

플라즈마를 빠져나올 수 있는 중성자는 토카막 벽을 감싸는 "담요"에 부딪히며 운동 에너지가 열로 전달됩니다. 이 열은 물을 데우고, 증기를 생성하고, 터빈을 구동하여 전력을 생산하는 데 사용될 수 있습니다.

작년에 옥스퍼드 근처에서 연구하는 과학자들은 기록적인 양의 지속적인 에너지를 생성할 수 있었습니다. 그럼에도 불구하고 그것은 5초밖에 지속되지 않았다.

자석을 사용하든 레이저로 펠릿을 쏘든 결과는 궁극적으로 동일합니다. 원자를 융합하는 과정에서 지속되는 열은 에너지 생성을 돕는 열쇠를 쥐고 있습니다.

핵융합 에너지 활용의 가장 큰 과제는 전 세계의 전기 그리드와 난방 시스템에 전력을 공급할 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 에너지를 유지하는 것입니다.