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[Engineering]핵 - 핵융합 에너지, 핵융합 기술에 대해서

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작성일18-06-08 02:39

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핵융합 反應(반응)이 별들의 에너지원 이라는 과학적 사실이 알려지면서 지구상에서도 인공적으로 핵융합을 experiment(실험)하려는 노력이 스타트됐다. 이 정도면 수소가스가 플라즈마 상태(고체·액체·기체에 이은 물질의 네 번째 상태, 높은 온도로 기체를 가열했을 때 원자핵으로부터 전자가 완전히 분리돼 이온화한 상태)로 변하는 온도를 훨씬 뛰어넘는 수준이다. 강력한 자기력선 그물망을 이용하여 초고온의 플라즈마를 가두고 핵융합反應(반응)이 일어나도록 한다. 핵융합이란 태양내부와 같은 극한environment(환경) 에서(초고온 플라즈마) 두 개의 원자핵이 합쳐지면서 막대한 에너지를 지속적으로 발생시키는 현상을 말한다.
현재 가장 이상적인 용기는 위에서 말한 토카막 장치이다. .우주의 99%는 플라즈마로 이루어져 있으며, 번개나 오로라 또는 우리 주변에서 볼 수 있는 형광등, 네온사인 등도 플라즈마에 해당된다된다. 중수소와 삼중수소 1 그램으로 생산하는 핵융합에너지는 석유 6,000 리터, 우라늄 300그램이 내는 에너지와 맞먹는다. 가만히 두면 고온의 플라즈마는 마구 날아가서 매우 불안정해진다. 거의 동시에 핵융합 에너지를 평화적으로 이용하는 방법 또한 모색되기 스타트했다. 이 같은 핵융합 反應(반응)을 제어해 反應(반응)에너지를 안정적으로 서서히 끌어내는 것이 핵융합 에너지 개발의 목표(goal)이다. 따라서 핵융합反應(반응)을 지속시키려면 플라즈마를 강한 자기장이 걸린 핵융합로 안에 안정적으로 가두어야한다. 특히 현재 세계적으로 연구대상으로 하고 있는 것은 이 D(중수소)-T(삼중수소)와 D-D 핵융합反應(반응)이다. 핵융합은 가벼운 원자핵끼리의 융합反應(반응)으로 에너지를 뽑아내는 것으로 몇 가지 종류가 있으나, 실제로 이용 가능한 것은 5가지 정도이다. 토카막(Tokamak) 즉, 자기장으로 만들어진 토러스 (도넛형의 입체)형의 방이라는 뜻의 장치이다. 이를 더 알아보면, 방사성원소는 T만으로 D는 해수 중에 풍부하게 존재한다. 학술제에서는 D-T 핵융합 反應(반응)을 설명(說明)하였다. 수소폭탄의 핵융합反應(반응)은 제어되지 않기 때문에 순간적으로 넓은 공간에 퍼져버린다.
이러한 내용을 바탕으로 내용이해를 위해 핵융합에 대해 더 조사해 보았다. 지구상에서 핵융합反應(반응)을 일으키려면 1억도 이상의 온도가 필요하다. 그러나 아직은 잠재력이 큰, 상용화 개발이 필요한 未來(미래)의 에너지이다. 중수소는 바닷물에서 채취할 수 있고 삼중수소는 지구표면과 바닷물에 풍부하게 있는 리튬에서 얻을 수 있기 때문에, 원료 또한 풍부 하고 손쉽게 손에 넣을 수 있다 핵융합 에너지는 그래서 고밀도·대용량 에너지를 거의 무한에 가깝게 개발할 수 있고, 화석에너지의 고갈로 에너지 위기에 처한 지구에 각종 폐기물에 의한 environment(환경) 오염을 유발하지 않으며, 핵분열과는 달리 방사능 유출의 염려가 없는, 깨끗하고 안전한 에너지다. 중성자에 의한 구조재의 방사화를 관리할 필요가 있다 D-T反應(반응)에서는 전하의 반발력을 극복하여 충돌시키기 위하여는 1,000 km/sec 이상의 속도가 필요하여, 이것은 가열온도 1억도 이상에 해당한다. 플라즈마란 우리가 일상생활에서 볼 수 있는 고체, 액체, 기체가 아닌 원자핵과 전자가 분리된 제4의 물질 상태이다. 중수소(듀테륨D)+삼중수소(트리튬T)〓n(중성자,14.1MeV)+He(헬륨,3.5MeV)으로 나타낼 수 있는데 핵융합 反應(반응)을 통해 얻을 수 있는 에너지를 구하는 反應(반응)식이다. 수소폭탄의 개발도 그 일환으로 핵물리 학자인 텔러 박사(미국),…(drop) 사하로프 박사(소련)의 주도하에 미·소 양국이 비밀리에 수소폭탄 개발에 나선 것은 1950년대 초반이었다. 여기서, 플라즈마라는 용어가 생소해서 定義(정의)를 찾아보았다. 또한 反應(반응)생성물은 헬륨, T, 중성자이고, T는 다시 연료가 된다된다.




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핵융합 에너지는 현재 차세대 에너지원으로 주목받고 있다 다른 에너지원을 예로 들면, 화석에너지가 있다 하지만 이러한 화석에너지는 온실가스가 배출되어 environment(환경) 오염의 우려가 있다 핵융합 에너지는 이러한 우려가 없고 다른 여러 가지 에너지원으로서의 유리한 점을 갖는다. 이 때 토카막 안에서 중성자의 운동에너지로 나타나는 핵융합에너지가 열에너지로 변환되어 증기를 가열하고 터빈을 돌리면
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