일본, 우주에서 100년 지속 가능한 배터리 개발

일본은 우주의 혹독한 환경에서도 100년 동안 지속적으로 전기를 생산할 수 있는 배터리 시스템을 개발하고 있습니다.

기술자가 아메리슘을 사용하여 배터리 시스템을 점검하고 있습니다. - 사진: 일본 원자력기구 제공

오래 지속되고 유지 보수가 필요 없는 배터리는 달 탐사 프로젝트뿐만 아니라 햇빛이 약한 목성 너머의 심우주 탐사에서도 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

일본 원자력 개발기구(JAEA)는 지난 3월 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)와 아메리슘이라는 방사성 물질을 이용한 특수 배터리 시스템을 생산하기 위한 계약을 체결했습니다.

JAEA의 수석 연구원인 마사히데 타카노 씨는 현재 직면하고 있는 많은 어려움에도 불구하고 이 프로젝트가 실현 가능할 것이라는 확신을 표명했습니다. 그는 "우리는 100년 이상 실질적으로 유지 보수가 필요 없는 소형 전원을 개발할 것"이라고 주장했다.

에너지원은 지구의 일반적인 조건에서 사용되는 태양 전지나 다른 배터리와는 다른 메커니즘에 의존할 것입니다.

달에서 사용하려면 구상 중인 배터리는 낮에는 섭씨 110도, 밤에는 섭씨 영하 170도까지 온도 변화를 견뎌낼 수 있어야 합니다. 달에서는 낮과 밤이 모두 2주간 지속됩니다.

아메리슘은 사용후핵연료에 있는 플루토늄이 자연적으로 붕괴할 때 생성되는 원소입니다. 이 물질은 일반적으로 연속적으로 분열되지 않으므로 플루토늄만큼 엄격한 통제가 필요하지 않습니다.

아메리슘은 일본의 JAEA가 연구 목적으로 저장하고 있는 플루토늄에서 발견될 수 있습니다. 아메리슘은 반감기가 432년으로 오랫동안 발전용으로는 쓸모없는 것으로 여겨져 왔습니다.

그러나 JAEA는 최근 아메리슘이 핵분열을 통해 지속적으로 열을 생성할 수 있는 능력을 활용할 수 있는 방법을 찾아냈습니다. JAEA는 현재 아메리슘과 온도차 기반 발전 기술을 결합하여 새로운 유형의 배터리를 개발하고 있습니다.

한 가지 과제는 우주 탐사선에 장착할 수 있을 만큼 배터리 시스템을 작고 가볍게 만드는 것과 동시에 잠재적인 로켓 폭발로 인한 충격과 열을 견딜 수 있을 만큼 내구성을 갖추는 것입니다.

방사성 물질을 취급하는 원격 기술과 관련된 법적 요소에 대한 철저한 조사도 필요할 것입니다.

JAEA는 실험에서 아메리슘을 사용하여 LED에 전력을 공급했습니다.

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VNA

출처: https://tuoitre.vn/nhat-ban-tao-ra-pin-co-the-hoat-dong-100-nam-ngoai-khong-gian-20250507121617375.htm