무한 청정에너지에 한 걸음 더 가까워진 인류

과학계는 최근 "2차 핵융합 돌파구를 통해 인간이 무한한 청정에너지에 한 걸음 더 가까워질 수 있다"라는 연구 결과를 발표했습니다. 이번 돌파구는 핵융합로의 노심이 흡수한 것보다 더 많은 에너지를 방출한 두 번째 사례입니다. 다만 일부 과학자들은 여전히 상당한 과제가 남아 있다고 지적했습니다. 투입한 것보다 더 많은 에너지를 방출하는 핵융합 반응은 미국 과학자들에 의해 두 번째로 입증됐습니다. 성공적인 실험을 통해 인류는 무한한 청정에너지의 새로운 원천을 만드는 데 작지만 의미 있는 한 걸음을 더 내디딜 수 있게 됐습니다.

 

물리학자들은 세계에서 가장 강력한 레이저 빔을 발사해 수소 동위원소 덩어리를 불타는 플라스마로 잠시 변환함으로써 지난 첫 번째 시도보다 더 높은 순 에너지 이득을 취했습니다. 연구원들은 "2022년 12월 국립 점화 시설에서 처음으로 핵융합 점화를 시연한 이후 이 흥미롭고 새로운 과학 체제를 연구하기 위한 실험을 계속 수행해 왔다"라며 입을 열었습니다.

 

실험을 통해 NIF에서 점화를 반복한 이 연구원들은 "우리의 표준 관행에 따라 다가오는 과학 회의와 동료 검토 간행물에서 이러한 결과를 보고할 계획"이라 밝혔습니다. 과학자들은 지난 1940년대부터 태양과 같은 별을 태우는 과정인 핵융합을 생성하기 위한 실용적인 방법을 찾고자 노력을 기울여 왔습니다. 별은 온실가스나 방사성 폐기물과 같은 해로운 부산물을 생성하지 않고도 수소 원자를 융합해 극도로 높은 온도와 압력에서 헬륨을 만들고 물질을 빛과 열로 변환, 에너지를 생산합니다.

 

그러나 이러한 조건을 지구에 그대로 재현하는 것은 전혀 간단하지 않습니다. 지옥 같은 온도와 엄청난 압력 외에도 연료를 플라스마로 변환하고 점화한 다음 강력한 자기장이나 레이저 빔으로 안전하게 가두기 위해서는 막대한 양의 에너지가 필요합니다. 지금까지 이 위업은 미국 캘리포니아 소재의 로렌스 리버모어 국립연구소에서 국립점화시설에 의해서만 시연됐습니다. 그리고 국립점화시설은 100억 분의 1초도 안 되는 시간에 발생한 실험에서만 이를 수행할 수 있었습니다.

 

두 가지 유형의 원자로는 전류 융합 실험을 지배합니다. 연구에 참여한 한 구성원은 "가열된 플라스마를 자기장으로 조종하는 자기 밀폐 원자로, 그리고 국립점화시설에 있는 것과 같은 관성 밀폐 원자로도 있다"라며 설명에 나섰습니다. 점화시설의 실험에서는 광자나 가벼운 입자를 원자로 노심 내부 실린더의 두 끝으로 연결해 삼중수소와 중수소를 포함하는 금 캡슐의 내벽에 충돌하여 연료 펠릿을 가열하는 X선을 생성했습니다.

 

여기에서는 이로 인해 투입된 레이저보다 더 많은 에너지를 생성하는 반응이 촉발되었고, 첫 번째 실험에서는 2.05MJ 입력에 대해 대략 3.15메가 줄이 출력됐습니다. 그러나 두 실험 모두 전체 반응기에 전력을 공급하기 위해 소비된 엄청난 양보다 더 많은 에너지를 생산하지 못했고, 반응은 1초도 안 되는 잠깐의 순간 시작되고 끝났습니다.

 

과학자들은 "투입된 것보다 더 많은 에너지를 원자로에서 끌어내는 데 수십 년이 걸릴 수 있다"라며, "인류가 기후 변화에 맞서 싸우는 데 도움이 되는 발전이 제때 도달하지 못할 가능성이 높다"라고 경고했습니다. 그러나 이러한 실험은 별의 힘이 언젠가 지구상의 인간 생활에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다는 강력하고 분명한 증거를 제공했습니다.