핵융합로는 태양의 핵보다 7배 더 뜨겁다

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한국 KSTAR 핵융합로는 새로운 텅스텐 다이버터를 사용하여 48초 동안 섭씨 1억도의 온도를 성공적으로 유지했습니다.

한국의 KSTAR 핵융합로. 사진: KFE — 한국의 KSTAR 핵융합로. 사진: *KFE*

한국핵융합에너지연구원(KFE)의 한국초전도토카막첨단연구(KSTAR) 핵융합로가 최초로 섭씨 1억도에 도달했습니다. 이 성과는 2023년 12월부터 2024년 2월까지의 시험 기간 동안 이루어졌으며, KSTAR 사업의 새로운 기록을 세웠습니다.

KSTAR는 48초 동안 섭씨 1억 도의 온도를 성공적으로 유지했습니다. 반면 태양 핵의 온도는 섭씨 1,500만 도입니다. 또한, KSTAR는 100초 이상 고한계 모드(H 모드)를 유지했습니다. H 모드는 안정적인 플라즈마 상태를 유지하는 자기장 가두 핵융합의 고급 작동 모드입니다.

핵융합 반응은 별에서 빛과 열을 생성하는 과정을 모방합니다. 이 과정은 수소와 다른 가벼운 원소들을 융합하여 막대한 양의 에너지를 방출하는 과정을 포함합니다. 전문가들은 핵융합로를 이용하여 탄소 배출이 없는 무한한 전기를 생산하기를 희망합니다.

미국 국립 과학 기술연구회(NST)에 따르면, 장기간 가장 효율적인 핵융합 반응을 위해 고온과 고밀도 플라즈마를 유지할 수 있는 기술을 개발하는 것이 매우 중요합니다. NST는 이러한 놀라운 성과의 비결이 바로 텅스텐 다이버터라고 밝혔습니다. 텅스텐 다이버터는 자기 핵융합 장치 내 진공 탱크 하단에 위치한 핵심 부품으로, 높은 표면 열 부하를 견뎌내면서도 원자로 외부의 폐가스와 불순물을 제거하는 데 중요한 역할을 합니다.

KSTAR 팀은 다이버터에 탄소 대신 텅스텐을 사용하기로 했습니다. 텅스텐은 모든 금속 중 녹는점이 가장 높습니다. KSTAR가 H 모드를 장시간 유지하는 데 성공한 것 또한 이러한 업그레이드 덕분입니다. NST는 "기존 탄소 다이버터와 비교했을 때, 새로운 텅스텐 다이버터는 동일한 열 부하에서 표면 온도가 25%만 증가합니다. 이는 장펄스 고열 출력 운전에 상당한 이점을 제공합니다."라고 설명했습니다.

텅스텐 전환기의 성공은 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트에 귀중한 데이터를 제공할 수 있습니다. ITER는 한국, 중국, 미국, EU, 러시아 등 수십 개국이 참여하는 프랑스에서 개발 중인 215억 달러 규모의 국제 핵융합 대규모 프로젝트입니다. ITER는 2025년 최초로 플라즈마에 도달하여 2035년 가동을 시작할 예정입니다. 이 원자로의 전환기에는 텅스텐이 사용될 예정입니다.

투 타오 ( 흥미로운 엔지니어링 에 따르면)

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