EP.3-핵융합은 언제 현실이 되는가

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핵융합은 언제 현실이 되는가 | 인공태양의 미래 핵융합은 언제 현실이 되는가 인공태양의 마지막 퍼즐 1화에서 우리는 핵융합이 가능하다는 걸 봤다. 2화에서는 왜 유지가 어려운지도 이해했다. 이제 마지막 질문이 남는다. 그래서 언제 쓸 수 있는가? 가능한 기술과 쓸 수 있는 기술은 전혀 다르다 핵융합은 이미 ‘성공’했다 이건 많은 사람들이 착각하는 부분이다. 핵융합은 아직 실패한 기술이 아니다. 이미 성공했다. 플라즈마 생성 1억 도 달성 핵융합 반응 발생 다 된다. 하지만 문제는 이것이다. 계속 되지 않는다. 핵융합의 문제는 성공 여부가 아니라 지속 가능성이다 진짜 기준은 이것이다 핵융합이 발전소가 되려면 조건이 하나 있다. 투입 에너지보다 더 많은 에너지 생산 이걸 에너지 이득 (Gain) 이라고 한다. 이 값이 1보다 커야 한다. 1보다 작다 → 실험 1보다 크다 → 발전소 그래서 등장한 ITER 이 문제를 해결하기 위해 만들어진 프로젝트 ITER 세계 최대 핵융합 실험 장치다. 유럽 한국 미국 중국 일본 전 세계가 함께 만든다. 이유는 단 하나다. 너무 어렵기 때문이다. 핵융합은 한 나라가 할 수 있는 프로젝트가 아니다 ITER의 목표 ITER의 핵심 목표는 명확하다. 투입 대비 10배 에너지 생산 즉 1 넣으면 10 나온다 이게 성공하면 핵융합은 ‘가능한 기술’에서 ‘쓸 수 있는 기술’로 바뀐다. 그럼 언제 가능할까? 여기서 현실적인 답을 해야 한다. 핵융합은 내일도 아니고 몇 년 안에도 아니다. 현재 예상은 이렇다. 2030년대 → 실험 완성 단계 2040년대 → 시범 발전소 2050년 이후 → 상용화 가능성 핵융합은 ‘곧...

왜 일본은 40년 동안 이 기술을 독점했을까-EP.3

왜 일본은 40년 동안 이 기술을 독점했을까 | 탄소섬유 이야기 3화

왜 일본은 40년 동안
이 기술을 독점했을까

탄소섬유 기술의 숨겨진 이야기

2화에서 우리는 탄소섬유가 왜 강한지 알아봤다.

탄소 원자가 매우 강한 구조로 배열되기 때문이다.

하지만 여기서 더 중요한 질문이 남는다.

왜 이 기술은 오랫동안 몇 나라만 만들 수 있었을까?

이론은 쉽지만 현실은 다르다

탄소섬유의 원리는 생각보다 단순하다.

탄소 원자를 정렬해 매우 강한 구조를 만들면 된다.

하지만 실제 산업에서 이것을 만드는 일은 전혀 다른 이야기다.

탄소섬유는 단순한 소재가 아니라 극도로 정밀한 제조 기술의 결과다.

수천 도의 열을 견디는 공정

탄소섬유는 처음부터 탄소로 만들어지는 것이 아니다.

처음에는 플라스틱과 비슷한 섬유로 시작한다.

그리고 이 섬유를 1000도에서 3000도에 이르는 온도에서 가열한다.

이 과정에서 대부분의 원소가 제거되고 탄소 구조만 남게 된다.

이 공정을 탄화(Carbonization)라고 부른다.

핵심 과학 포인트

탄소섬유는 단순히 탄소로 만든 실이 아니라
수천도의 열처리를 통해 원자 구조를 정렬한 첨단 소재다.

머리카락보다 가는 섬유

또 하나의 문제는 섬유의 굵기다.

탄소섬유의 굵기는 보통 머리카락의 1/10 수준이다.

이렇게 가는 섬유를 수천 가닥씩 동시에 생산해야 한다.

그리고 그 과정에서 단 하나의 결함도 생기지 않아야 한다.

조금만 결함이 생겨도 섬유 전체의 강도가 급격히 떨어지기 때문이다.

그래서 기술 장벽이 생겼다

이처럼 탄소섬유 생산에는

  • 초고온 열처리 기술
  • 정밀 화학 공정
  • 미세 섬유 제어 기술

이 모든 것이 동시에 필요하다.

그래서 오랫동안 이 기술은 소수의 기업만이 가지고 있었다.

특히 일본 기업들은 수십 년 동안 탄소섬유 기술을 발전시키며 세계 시장을 장악하게 된다.

그리고 이 시장에 한국 기업 하나가 도전하게 된다.

그 기업이 바로 효성이다.

14년의 도전이 시작된다

효성은 탄소섬유 개발을 시작했지만 처음에는 상황이 쉽지 않았다.

기술 격차는 매우 컸고 성공 가능성도 불확실했다.

하지만 한 번 시작한 도전은 멈추지 않았다.

그리고 그 도전은 14년 동안 이어지게 된다.

© 소소하지만 과학이야

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