우리나라가 개발하는 핵융합과 미국이 개발하는 핵융합 방식은 어떤 차이점이 있는건가요?
현재 우리나라에서 개발하는 핵융합 방식은 널리 알려진 방식이지만 미국이 개발중인 핵융합방식은 기존고 다른 방식이라고 들었습니다. 어떤 차이점이 있는지 궁금합니다. 상용화에 어느쪽이 더 유리할까요?
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.한국과 미국에서 핵융합에 대한 연구와 개발을 진행하고 있지만, 그 방식에는 차이가 있습니다.
한국에서는 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)이라는 대형 실험로에서 핵융합 연구를 진행하고 있습니다. KSTAR은 이온을 가열하여 플라즈마를 만들고, 이를 자기장 안에서 보관하는 토카막(Tokamak) 기술을 사용합니다. 이 방식은 자기장 안에서 플라즈마를 안정적으로 유지하기 위한 기술적인 문제를 해결하기 위해 고온, 고압, 높은 에너지를 필요로 합니다.
반면에, 미국에서는 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor) 프로젝트를 통해 핵융합 기술을 연구하고 있습니다. ITER은 프랑스 남부에 위치한 대형 실험로로, 다양한 국가들이 참여하여 진행하는 국제 과학 프로젝트입니다. ITER은 역시 토카막 기술을 사용하지만, 한국의 KSTAR과는 달리 초전도자석을 사용하여 자기장을 만들고 플라즈마를 안정적으로 유지하려고 합니다.
이러한 차이점 이외에도, 한국과 미국의 핵융합 연구는 각자의 전통, 문화, 인프라, 연구분야 등의 차이로 인해 다양한 접근방식을 가지고 진행되고 있습니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
우리나라와 미국이 개발하는 핵융합 방식은 크게 차이가 없습니다. 핵융합이란 원자핵을 충돌시켜 합성하는 방식으로, 우리나라와 미국은 모두 이 방식으로 핵융합을 추진하고 있습니다.
다만, 핵융합 발전에는 많은 기술적인 문제가 존재하며, 이를 해결하기 위한 연구방향에는 차이가 있을 수 있습니다. 예를 들어, 우리나라는 최근에 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor) 프로젝트에 참여하면서 대형 핵융합 반응기의 건설과 운전을 위한 기술 개발을 추진하고 있습니다. 반면 미국은 최근에 집중적으로 헬륨-3 등의 연구를 통해 중성자 생성을 줄이고, 냉각재 및 재료에 대한 기술 개발에 노력하고 있습니다.
하지만, 이러한 연구 방향의 차이는 양국 모두 핵융합 기술 발전에 많은 노력을 기울이고 있으며, 국제 핵융합 커뮤니티에서는 서로 연구결과를 공유하며 발전을 추진하고 있습니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
핵융합이론은 아이러니하게도 전략무기인 핵폭탄을 만들면서 나타난 이론입니다.
1세대급 핵폭탄은 핵분열에 의한 에너지에 의해 파괴를 하지만 2세대급 전략핵폭탄이 탄생하게 된 가장 핵심 이론인 핵융합은 핵분열이론과 반대의 현상에서 나타나는 에너지로 파괴를 합니다. 흔히 우리가 수소폭탄이라 부르는 전략핵무기가 바로 핵융합이론에 의해 탄생한 무기이지요.
핵융합에 의해 발생한 에너지는 핵분열에 의해 발생하는 에너지에 비해 수십배에 달하는 에너지를 발생한다고 합니다. 핵융합 원리에 대해 대충 설명하자면 중수소와 삼중수소가 결합하여 헬륨이 생성되는 과정 중에 중성자 하나가 사라집니다. 아인슈타인 박사에 의해 너무나도 잘 알려지게 된 E=MC^2이라는 공식에 의해 손실되는 중성자 하나의 질량만큼 에너지가 방출된다라는 이론으로 알고 있는데 저도 책에서 본 내용이라 이 내용이 맞는지 확실치는 않네요. 전공도 공학이라 물리학쪽은 ;;;;
현재 우리 인류는 이 핵융합을 오로지 파괴에 초점을 둔 전략핵무기 생산에 적용시켜 오고 있습니다.
흔히 우리가 수소폭탄이라고 부르는 그것이 바로 이 핵융합이론의 최초의 산물입니다.
물론 근래에 들어 점점 고갈되어가는 에너지원을 대체하려는 목적으로 8개국(정확히 기억은 나지 않는군요.)의 연구진들이 모여 연구중인 것으로 알고 있고 얼마 전에는 실험이 성공적으로 성공했다는 기사도 본 듯 합니다.
하지만 이 핵융합을 위해서는 일정한 조건이 필요한데 그 중 하나가 바로 열(온도)입니다.
핵융합은 핵분열과 달리 거의 1억도에 가까운 온도가 충족되어야만 발생하는 것으로 알고 있습니다.
말이 1억도지 현실에서는 상상할 수도 없는 온도이며 금속 중에서도 가장 녹는 점이 높다는 텅스텐조차 3410도에 녹아버리기 때문에 사실상 실용화는 상상조차 할 수 없을 것으로 판단되었으나 강력한 자기력선(강력한 자기장 안에서 초고온의 플라즈마를 발생시키는 것을 성공했다고 합니다.)을 이용한 열차단효과를 발생하는 장치(장치 이름도 기억이 가물가물하네요. 토카믹이던가? 토치카처럼 외웠는데 말이죠.)의 개발로 드디어 핵융합로 연구가 빠르게 진행되고 있다지만 현재 이 핵융합 발전을 상용화는 커녕 2018년까지 본격적인 연구를 위해 실험용 핵융합로를 완성하려는 것으로 알고 있습니다.
하지만 이 핵융합로가 완성만 된다면 친환경적이기도 하고 25t의 헬륨3이면 미국 전체가 1년 동안 쓸 수 있는 에너지를 제공하니 그야말로 무한한 자원이라 칭할만하지요.
다만, 이 핵융합로를 주엔진으로 삼는다는 것은 말 그대로 폭탄을 짊어지고 다니는 것이나 다름이 없겠죠. 하기사... 핵융합로나 원자로나... 터지면 난리난다는 것은 똑같지만요.
안녕하세요. 정성목 과학전문가입니다.
한국과 미국은 잠재적인 에너지원으로서 핵융합 연구개발에 참여하고 있습니다. 그러나 그들의 접근 방식에는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다.
한국은 현재 플라즈마를 포함하고 제어하기 위해 자기장을 사용하는 토카막 핵융합 장치인 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 원자로를 개발하고 있습니다. 융합 반응 중에 생성됩니다. KSTAR 원자로는 다른 토카막 원자로에서 사용되는 기존 구리 자석보다 더 강한 자기장을 생성할 수 있는 초전도 자석을 사용합니다. 이를 통해 KSTAR는 지속적인 핵융합 반응을 달성하는 핵심 요소인 더 높은 플라즈마 온도와 압력을 달성할 수 있습니다.
한편, 미국은 현재 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor) 프로젝트를 개발하고 있습니다. , 유럽 연합, 중국, 인도, 일본, 한국, 러시아 및 미국이 참여하는 국제 협력입니다. ITER 원자로는 토카막 핵융합 장치이기도 하지만 플라즈마를 제어하기 위해 초전도 및 일반 자석을 조합하여 사용합니다. ITER 프로젝트의 목표는 잠재적인 에너지원으로서 지속적인 핵융합의 가능성을 입증하는 것입니다.
KSTAR와 ITER 원자로에 사용되는 특정 기술에는 차이가 있지만 두 프로젝트 모두 목표를 공유합니다. 지속적인 핵융합 반응 달성 궁극적으로 두 접근 방식의 성공 여부는 기술의 비용 효율성, 안전성, 확장성과 같은 요소에 달려 있습니다.
