안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
인공태양은 태양과 같은 반응 환경을 만들어 막대한 에너지를 얻으려는 차세대 에너지 기술입니다. 기존 원자력 발전과 반대되는 개념으로, 꿈의 에너지라 불립니다.
태양은 강력한 중력 덕분에 중심부의 높은 압력과 온도에서 수소 원자핵들이 합쳐지는 수소 핵융합 반응을 일으키며 빛과 열을 냅니다.
지구는 태양만큼 중력이 크지 않기 때문에, 인위적으로 핵융합을 일으키려면 훨씬 더 많은 조건이 필요한데, 원자핵과 전자가 분리된 플라즈마 상태에서 원자핵끼리 충돌시켜야 하기 때문에 지구에서는 중력을 대신해 1억 ℃ 이상의 초고온이 필요합니다. 따라서 도넛 모양의 장치 안에 강력한 초전도 자기장을 만들어 초고온 플라즈마가 벽에 닿지 않게 공중에 띄워 가두는 방식을 주로 사용합니다.
핵융합 발전이 상용화되기 위해 넘어야 할 기술적, 경제적 문제점들이 있습니다. 먼저, 1억 ℃ 이상의 플라즈마를 불안정성 없이 수십 분에서 수 시간 이상 지속해서 가두는 제어 기술이 필요하며, 열복사와 고에너지 중성자 폭격을 장기간 견딜 수 있는 내열·내방사선 신소재가 필요합니다.