'인공태양'은 첨단초전도 토카막 실험장치로 국제열핵융합실험로(ITER) 건설 프로젝트로도 알려져 있다.
1. 인공태양 소개:
태양의 원리는 핵융합 반응이기 때문에 인공태양은 제어 가능한 핵융합의 일반적인 이름이다.
(핵융합 반응은 주로 수소 동위원소에 의존합니다. 핵융합은 핵분열에서 발생하는 장기적이고 높은 수준의 핵 방사선을 생성하지 않습니다. 핵 폐기물을 생성하지 않으며 당연히 온실가스를 생산하지 않습니다. 기본적으로 환경을 오염시키지 않습니다.
열핵융합에 대한 사람들의 이해는 수소폭탄의 폭발과 함께 시작됐다. 과학자들은 "수소폭탄 폭발" 과정을 효과적으로 제어하고 지속적이고 안정적인 에너지 출력을 제공할 수 있는 장치를 개발하기를 희망합니다. 과학자들은 그러한 장치를 "인공 태양"에 비유합니다.
2. 인공 태양의 원리:
태양 중심의 온도는 섭씨 1500만도에 이르고 기압은 3000억 기압 이상에 이른다. 온도 및 고압 조건, 수소 핵이 헬륨 핵으로 융합되어 많은 양의 에너지를 방출합니다. 수십억 년 동안 태양은 끊임없이 에너지를 외부로 방출하는 거대한 핵융합 반응 장치와 같았습니다.
핵융합 에너지는 가벼운 핵 두 개가 결합하여 더 무거운 핵을 형성할 때 방출되는 에너지입니다. 핵융합의 주요 연료 중 하나는 수소의 동위원소입니다.
중수소는 물 속에 널리 분포되어 있으며, 물 1리터에는 약 30mg의 중수소가 포함되어 있으며, 핵융합 반응을 통해 생성되는 에너지는 휘발유 300리터에 해당하는 열에너지입니다. 중수소를 모아 관련 물질과 융합해 에너지를 생산하는 것이 인공태양의 원리다.
인공태양과 중수소-삼중수소 융합의 개발 전망:
1. 개발 전망:
'인공 태양'이 성공적으로 작동되면, 세상에 가져오는 변화는 혁명적일 것입니다. 더 이상 중동 석유를 둘러싼 국가 간의 전쟁은 없습니다.
석유와 석탄 채굴로 인한 오염이 없다면, 이산화탄소로 인한 온실효과, 남극 빙하의 감소, 해안선의 증가 등 현재 인류가 안고 있는 일련의 골칫거리들은 사라질 것입니다. 태양이 우리에게 주는 것처럼 인류에게 무한한 청정 에너지를 가져다 줄 것입니다.
2. 중수소-삼중수소 융합:
수소 원자의 가장 쉬운 융합 반응은 동위원소인 중수소와 삼중수소의 융합입니다. 중수소와 삼중수소가 융합된 후 두 원자핵은 헬륨 핵으로 결합되어 중성자와 17.6MeV 에너지를 방출합니다. 바닷물 1리터에는 30mg의 중수소가 포함되어 있으며, 30mg의 중수소가 융합되어 생성되는 에너지는 휘발유 300리터에 해당합니다.