현지 시간 한국 과학자들이 핵융합반응 실험에서 태양핵의 100배에 달하는 7억도의 온도를 유지하는 데 걸리는 시간에 대한 세계 신기록을 발표했다고 보고했는데, 이는 이를 위한 중요한 진전으로 평가된다. 미래 에너지 기술.
한국핵융합에너지연구원(KFE)의 한국초전도토카막고등연구(KSTAR) 핵융합로, 일명 '인공태양'이 100초 만에 48억도의 온도를 유지하는 데 성공했다.
이 성과는 12년 2023월부터 2년 2024월까지의 테스트에서 기록돼, 30년에 세운 종전 기록인 2021초를 넘어섰다.
한국형 초전도 토카막 첨단 연구 핵융합로 – KSTAR. (사진: 게티 이미지)
핵융합 반응은 수소 핵과 기타 가벼운 원소를 융합하여 엄청난 에너지를 방출함으로써 별에서 빛과 열을 생성하는 과정을 시뮬레이션합니다.
과학자들은 핵융합로가 지구 온난화에 따른 탄소 오염을 일으키지 않으면서 무제한의 에너지를 제공할 수 있기를 바라고 있습니다. 그러나 지구상에서 이 과정을 마스터하는 것은 극히 어렵습니다.
KSTAR 연구센터 윤시우 소장에 따르면, 핵융합반응이 장기간에 걸쳐 가장 효과적으로 일어나기 위해서는 고밀도, 고온 플라즈마를 유지하는 것이 매우 중요하다고 한다.
윤씨는 과학자들이 반응에서 열과 불순물을 제거하는 "가이드" 부분에 탄소 대신 텅스텐을 사용하는 등 공정을 조정함으로써 이 시간을 연장했다고 말했다.
한국국가과학기술연구회(NST)는 텅스텐이 금속 중에서 녹는점이 가장 높다고 밝혔습니다. KSTAR는 이번 업그레이드 덕분에 H 모드를 장기간 성공적으로 유지할 수 있었습니다.
NST 리뷰: “이전 탄소 전환기와 비교하여 새로운 텅스텐 전환기는 유사한 열 부하에서 표면 온도가 25%만 증가합니다. 이는 긴 펄스의 고열에너지 작동에 상당한 이점을 제공합니다.”
KSTAR의 궁극적인 목표는 100년까지 플라즈마 온도를 섭씨 300억도에서 2026초 동안 유지할 수 있게 되는 것인데, 윤시우 소장은 이를 열적 림프절 수술 규모를 확장할 수 있는 '임계점'이라고 부른다.
한국의 과학자들이 하는 일이 프랑스 남부의 국제핵융합실험로(ITER) 개발에 기여하게 될 것입니다. ITER는 핵융합의 타당성 실증을 목표로 하는 세계 최대 핵융합로로 한국, 중국, 미국, 러시아, 유럽연합(EU) 등 수십 개국이 참여한다.
윤시우 대표는 KSTAR의 업무를 강조했다. “ITER 운영에서 기대되는 성과를 적시에 보장하고 핵융합 에너지 상용화를 촉진하는 데 매우 중요한 역할을 할 것입니다.”
2022년 미국 로렌스 리버모어 국립 연구소의 과학자들은 사용된 것보다 더 많은 핵융합 에너지를 방출하는 핵융합 반응 실험에 성공하여 역사를 만들었습니다.
올해 2월, 영국 옥스포드의 과학자들은 핵융합 반응에서 "그 어느 때보다 더 많은" 에너지를 생성하는 기록을 세웠다고 발표했습니다. 69초 만에 5메가줄의 핵융합 에너지를 생성했는데, 이는 같은 시간 동안 약 12.000가구에 전력을 공급할 수 있는 양입니다.
그러나 과학자들이 복잡한 과학적, 기술적 어려움을 해결하려고 시도함에 따라 핵융합에너지의 상용화는 아직 갈 길이 멀다.
영국 맨체스터 대학의 핵융합 연구자 아니카 칸(Aneeqa Khan)은 핵융합 반응이 이렇게 말했다. “준비가 되어 있지 않아 지금 당장 기후 위기를 해결하는 데 도움을 줄 수 없습니다.”
“그러나 진전이 계속된다면, 세기 후반에는 핵융합이 녹색 에너지 믹스의 일부가 될 가능성이 높습니다.” 칸 부인이 말했습니다.
