인공태양의 최대난제가 무엇이었나요
한국과 미국의 공동 연구팀이 인공태양의 최대난제를 AI가 풀었다고 하는데요.
인공태양의 최대 난제가 무엇이었는지 궁금합니다
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다. 인공태양은 태양과 같이 핵융합을 통해 엄청난 양의 에너지를 생성하는 장치를 말합니다. 인공태양의 최대 난제 중 하나는 핵융합 반응을 일으키는 플라즈마를 안정적으로 유지하는 것이었습니다. 플라즈마는 매우 높은 온도와 압력에서 유지되어야 하는데, 이를 제어하는 것은 매우 어려운 문제였습니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 말 그대로, 인간이 창조해 낸 태양(항성). 주로 SF물에서 등장하는 개념으로, 인공행성이나 링 월드, 다이슨 스피어 제작과 같이 범 우주적인 구조물 건설의 예시로 들 수 있다.다만 정말로 태양급의 항성을 만들어서 활용한다는 개념이 아닌, 태양이 막대한 빛과 에너지를 발생시키는 원천인 핵융합의 원리를 이용한 핵융합 발전 장치도 인공태양이라고 지칭되기도 한다. 아예 현실에서 핵융합 발전 장치를 일컫는 수식어로 쓰일 정도로 유명한 용례다. 기본적으로 핵융합에는 고열이 필요하다. 커다란 천체의 경우 생성 초기에 중합된 고중량원소의 붕괴열+소천체 흡수 충돌열 등 자체적으로 고온 환경을 만들어낼 수 있고, 그 덩치가 일정 이상 늘어나 심부 압력이 높아지면 온도는 더욱 더 올라가 스스로 핵융합을 일으킬 수 있는 상태가 된다.
이만한 규모의 물질을 사람 손으로 다루기는 극히 어렵다. 기술적 난점을 고려하지 않았을 때, 현상 자체를 고속화시킬 수 있는 방법은 있긴 한데, 일단 항성의 핵이 될 수 있는 고중력체가 필요하다. 일반적 거대 행성 급의 중력으로는 몇억 년이 걸릴지도 모르기 때문에, 최소한 백색왜성이나 중성자별 급의 물건이 필요하다. 이것을 성간물질이 많은 곳에 위치시키면 자동적으로 주위의 가스들을 끌어모아 핵융합을 일으킬 수 있다. 그런데 이런 방식의 경우 가스가 충분히 모이기도 전에 표면에서 핵융합 폭발이 일어나 주위의 원소들을 날려버리므로, 일정 고도 이하로 내려가지 않도록 가스를 막아줄 것이 필요하다.
출처 : 나무위키 - 인공태양
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
인공태양의 최대 난제는 플라즈마 불안정성으로 인한 붕괴였습니다. 플라즈마는 핵융합 반응에 필수적인 고온 고압의 전리된 기체 상태이지만, 불안정성으로 인해 쉽게 붕괴되어 핵융합 반응을 유지하기 어려웠습니다.
안녕하세요. 정연곤 과학전문가입니다.
인공 태양의 가장큰 난제는
안정성과 안전성 입니다.
이 프로젝트는 엄청난 열과 압력을 다루므로 이러한 이슈들이 가장 큰 과제가 될 수 있습니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
한국과 미국의 공동 연구팀이
인공태양의 최대 난제였던
플라즈마 불안정성을 인공지능(AI)으로
제어하는 기술을 개발했습니다.
인공태양은 태양과 같은 핵융합 반응을 지구상에서 구현
하여 무한한 에너지를 얻는 기술입니다.
핵융합 반응을 일으키기 위해서는 수소 동위원소를
극도로 높은 온도(1억 도 이상)와 압력에서 플라즈마
상태로 만들어야 합니다.
플라즈마는 전하를 가진 입자가
뜨거운 에너지 상태에 있는 불안정한 상태입니다.
이 불안정한 플라즈마를 제어하지
못하면 붕괴되어 핵융합 반응이 중단되고
인공태양이 작동하지 않게 됩니다.
연구팀은 인공지능을 이용하여 플라즈마 상태를
실시간으로 모니터링하고 불안정성을 예측하는
시스템을 개발했습니다.
강화학습을 통해 AI가 다양한 플라즈마 상태에서
불안정성을 극복하고 안정적으로 유지하는
방법을 학습하도록 했습니다.
이 기술을 미국 최대 핵융합 장치인 DIII-D에 적용한
결과 AI가 플라즈마 불안정성을 성공적으로 예측하고
제어하여 핵융합 반응 시간을 50% 이상
증가시키는 데 성공했습니다.
이는 인공태양 실현에 중요한 진전으로 평가됩니다.
아직 인공태양 상용화까지는 해결해야 할 과제가 많습니다
AI 기술을 더욱 발전시키고 핵융합 반응을
지속적으로 유지하는 방법 그리고 인공태양
발전소를 건설하는 기술 등을 개발해야 합니다.
이번 연구 결과는 인공태양 실현에 한 걸음
더 다가간 중요한 성과라고 할 수 있습니다.
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