핵융합로는 태양의 핵심보다 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 한국형 초전도 토카막(KSTAR) 핵융합로가 최초로 1억도의 온도에 도달했습니다. 이번 성과는 2023년 12월부터 2024년 2월까지의 시험 기간 동안 이루어졌으며, KSTAR 프로젝트의 새로운 기록을 세웠습니다.

KSTAR는 48초 동안 섭씨 1억도의 온도를 유지하는 데 성공했습니다. 태양의 핵심 온도는 섭씨 1,500만 도입니다. 또한, 원자로는 100초 이상 고한계 모드(H모드)를 유지합니다. 모드 H는 안정적인 플라스마 상태를 갖는 자기적으로 밀폐된 핵융합의 고급 작동 모드입니다.

열핵반응은 별에서 빛과 열을 생성하는 과정을 모방합니다. 이 과정에는 수소 핵과 다른 가벼운 원소를 융합하여 엄청난 에너지를 방출하는 과정이 포함됩니다. 전문가들은 핵융합로를 이용해 탄소 배출이 없는 무한한 전기를 생산하기를 바라고 있습니다.

국가과학기술연구위원회(NST)에 따르면, 핵융합 반응이 장기간에 걸쳐 가장 효율적으로 일어날 수 있도록 고온과 고밀도 플라즈마를 유지할 수 있는 기술을 만드는 것이 무엇보다 중요합니다. NST는 이러한 위대한 업적의 비결은 텅스텐 전환기라고 밝혔습니다. 이것은 자기 핵융합 장치의 진공 탱크 바닥에 있는 핵심 구성 요소로, 큰 표면 열 부하를 견뎌내면서도 원자로에서 폐기 가스와 불순물을 밀어내는 데 중요한 역할을 합니다.

KSTAR 팀은 디플렉터에 탄소 대신 텅스텐을 사용하기로 전환했습니다. 텅스텐은 모든 금속 중에서 녹는점이 가장 높습니다. KSTAR가 H 모드를 장시간 유지하는 데 성공한 것 역시 이러한 업그레이드 덕분입니다. NST는 "기존 탄소 전환기와 비교했을 때, 새로운 텅스텐 전환기는 동일한 열 부하에서 표면 온도가 25%만 증가합니다. 이는 장펄스 고열출력 작동에 상당한 이점을 제공합니다."라고 설명합니다.

텅스텐 다이버터의 성공은 국제 열 실험로(ITER) 프로젝트에 귀중한 데이터를 제공할 수 있습니다. ITER는 프랑스에서 개발 중인 215억 달러 규모의 국제 핵융합 거대 프로젝트로, 한국, 중국, 미국, EU 국가, 러시아 등 수십 개국이 참여하고 있습니다. ITER는 2025년에 최초의 플라스마 상태를 만들고 2035년에 가동을 시작할 예정입니다. 텅스텐은 원자로의 전환기에 사용될 예정입니다.

투 타오 ( 흥미로운 엔지니어링 에 따르면)

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