EP.3-핵융합은 언제 현실이 되는가

이미지
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...

드디어 보이기 시작한 돌파구-EP.6

첫 번째 돌파구 | 탄소섬유 이야기 6화

첫 번째 돌파구

긴 터널 속에서 발견된 작은 변화

연구는 계속 실패하고 있었다.

섬유는 끊어졌다. 강도는 기대에 한참 못 미쳤다.

같은 실험을 반복해도 결과는 늘 비슷했다.

연구팀은 한 가지 문제를 발견했다.

탄소 구조가 제대로 형성되지 않는 것.

실패의 원인

탄소섬유는 단순히 섬유를 태운다고 만들어지지 않는다.

수천 도의 열처리 과정에서 탄소 원자들이 일정한 방향으로 정렬해야 한다.

그래야 강한 구조가 만들어진다.

하지만 당시 실험에서는 이 정렬 구조가 불안정했다.

결과는 항상 같았다.

  • 섬유 내부 구조 불안정
  • 강도 부족
  • 생산 공정 불안정

연구팀은 공정 데이터를 다시 분석하기 시작했다.

작은 가설

한 연구원이 한 가지 가설을 제시했다.

탄화 과정에서 온도 상승 속도가 너무 빠른 것이 아닐까.

탄소 구조가 형성되기 전에 섬유 구조가 먼저 손상되고 있을 가능성이 있었다.

그래서 연구팀은 공정 조건을 조금 바꿔보기로 했다.

  • 열처리 온도 상승 속도 조정
  • 섬유 장력 미세 조절
  • 탄화 단계 시간 조정

아주 작은 변화였다.

정말 작은 변화.

그날의 실험

며칠 뒤 새로운 조건으로 실험이 진행됐다.

연구팀은 큰 기대를 하지 않았다.

그동안도 수많은 실험이 있었기 때문이다.

하지만 실험 결과가 나왔을 때 분위기가 조금 달라졌다.

섬유 강도 수치가 조금 올라가 있었다.

처음에는 단순한 오차라고 생각했다.

그래서 다시 실험을 반복했다.

그리고 같은 결과가 나왔다.

한 번 더 실험했다.

또 같은 결과였다.

그 순간 연구실 분위기가 바뀌었다.

강도가 올라가고 있었다.

아주 미세한 차이였지만 분명한 변화였다.

연구의 순간

대부분의 기술 혁신은
작은 차이를 발견하는 순간 시작된다.

터널 끝의 첫 빛

그날 이후 연구 방향은 완전히 달라졌다.

연구팀은 그 공정 조건을 중심으로 실험을 반복하기 시작했다.

그리고 결과는 조금씩 좋아졌다.

강도는 조금씩 올라갔다.

섬유 구조도 점점 안정되기 시작했다.

이것은 아직 완성된 기술이 아니었다.

하지만 확실한 사실이 하나 있었다.

이제 방향을 찾았다는 것.

그리고 이 작은 발견은 훗날 세계 세 번째 탄소섬유 양산 기술로 이어지게 된다.

© 소소하지만 과학이야

이 블로그의 인기 게시물

선풍기 틀고 자면 죽음?

하늘은 왜 파란색일까? 지구 대기의 마법, 빛의 산란 대탐험!

MCT오일, 다이어트 효과는 덤? 숨겨진 뇌 건강과 장 건강의 비밀