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...

EP.1-태양을 지구에 만들다

태양을 지구에 만든다고? | 핵융합 인공태양의 원리

태양을 지구에 만든다고?

핵융합 인공태양의 진짜 원리

태양은 어떻게 수십억 년 동안 꺼지지 않고 타오르고 있을까.

그 답은 단 하나다.

핵융합

태양은 불타는 것이 아니라 원자핵이 서로 붙으면서 에너지를 만든다

핵융합은 ‘부딪혀서 붙는 현상’이다

많은 사람들이 핵융합을 오해한다.

“융합이면 그냥 붙는 거 아닌가?”

아니다.

현실은 훨씬 거칠다.

핵융합은 강하게 충돌한 뒤, 극소수만 붙는 현상이다.

충돌은 수단이고 융합은 결과다

왜 1억 도가 필요한가

수소 원자핵은 서로 밀어낸다.

그래서 가까워지려면

엄청난 속도로 부딪혀야 한다.

그 조건이 바로

약 1억 도

온도는 열이 아니라 입자의 속도다

그럼 어떻게 붙는가

대부분은 튕겨나간다.

하지만 아주 가까워지는 순간

강한 핵력이 작동한다.

그리고

붙어버린다.

수십억 번 실패하고 단 한 번 성공한다

왜 하필 중수소와 삼중수소인가

그냥 수소를 쓰면 될 것 같지만

현실은 다르다.

거의 안 붙는다.

그래서 선택된 조합이 있다.

  • 중수소
  • 삼중수소

이 조합은

  • 잘 붙고
  • 낮은 온도에서 가능하고
  • 에너지가 크다
핵융합은 많이 충돌시키는 것이 아니라 잘 붙는 조합을 찾는 기술이다

1억 도를 어떻게 가두는가

여기서 가장 큰 문제가 등장한다.

1억 도는 어떤 물질도 버티지 못한다.

그래서 과학자들은 방법을 바꿨다.

닿지 않게 만든다.

플라즈마는 전기를 띠기 때문에

자기장으로 조종할 수 있다.

핵융합은 불을 가두는 기술이 아니라 물질을 띄우는 기술이다

토카막 구조

도넛 모양의 장치 안에서

플라즈마가 회전한다.

벽에 닿지 않는다.

오직 자기장으로 유지된다.

한국의 인공태양

한국은 이 분야에서 중요한 기록을 만들었다.

KSTAR

이 장치는

  • 1억 도 플라즈마 유지
  • 장시간 안정 유지

여기서 중요한 건 하나다.

얼마나 오래 유지하느냐

핵융합은 만드는 기술이 아니라 유지하는 기술이다

이 글의 핵심

핵융합은 단순한 에너지 기술이 아니다.

그 본질은 이것이다.

수십억 번의 실패 속에서 단 한 번의 성공을 만드는 기술

온도의 문제가 아니다 확률의 문제다

다음 에피소드에서는

플라즈마가 왜 갑자기 무너지는지

그 불안정성의 정체를 파헤쳐본다.

© 소소하지만 과학이야

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