핵융합로 노심는 소비하는 것보다 더 많은 에너지를 생산한다

이번 돌파구는 핵융합로의 노심이 흡수한 것보다 더 많은 에너지를 방출한 최초의 사례지만, 여전히 극복해야 할 중요한 장애물이 있습니다. 미국 정부 연구소의 연구원들은 핵융합로의 불타는 심장부에서 '중요한 과학적 돌파구'를 만들었다고 말했습니다. 처음으로 원자로의 노심이 투입된 것보다 더 많은 에너지를 방출하는 것이 감지되었습니다. 이는 화석 연료나 기존 원자력 발전에 거의 무제한적이고 탄소가 없는 대체 에너지원을 적용하려는 경쟁에서 작지만 중요한 단계입니다. 세계에서 가장 강력한 레이저 빔을 발사하여 수소 동위원소 중수소와 삼중수소를 불타는 플라스마로 전환함으로써 미국 정부 지원을 받는 캘리포니아 로렌스 리버모어 국립 연구소의 국립 점화 시설의 물리학자들은 레이저의 약 2메가줄 에너지를 사용했습니다. 혈장에서 약 3메가줄을 생성하는데, 이는 1.5배 증가입니다.

 

과학자들은 1940년대부터 태양과 같은 별을 태우는 과정인 핵융합을 활용하는 실용적인 방법을 구축하려고 노력해 왔습니다. 극도로 높은 압력과 온도에서 수소 원자를 융합하여 헬륨을 생성함으로써 주계열성은 물질을 빛과 열로 전환하여 온실가스나 오래 지속되는 방사성 폐기물을 생성하지 않고 엄청난 양의 에너지를 생성합니다. 그러나 별들의 심장 내부에서 발견되는 조건을 복제하는 것은 간단한 작업이 아닙니다. 지옥 같은 온도와 압력을 재현하는 것 외에도 연료를 플라스마로 변환하고 점화하고 강력한 자기장이나 레이저 빔으로 안전하게 가두기 위해서는 막대한 양의 에너지가 필요합니다. 여기까지 오는 데 수십 년, 수십억 달러가 걸렸지만, 마침내 점화가 이루어졌습니다.

 

미국 에너지부 핵 안보 차관이자 국가핵안보국 행정관인 질 흐루비는 기자회견에서 실험 중에 192개의 고에너지 레이저가 후추 열매 크기의 표적에 수렴하여 중수소와 삼중수소 캡슐을 섭씨 300만도(화씨 540만도) 이상으로 가열하고 별의 상태를 간략하게 시뮬레이션 한다고 말했습니다. 이어 "우리는 세계에 혁명을 일으킬 수 있는 청정 에너지원을 향한 첫 번째 잠정적 조치를 취했다"라고 덧붙였습니다. 100억 분의 1초도 안 되는 시간에 진행된 이 실험은 원자로 노심 내부 실린더의 두 끝으로 광자(빛 입자)를 스트리밍하여 캡슐의 내벽에 충돌하여 엑스선을 생성하여 연료 펠렛을 가열했습니다. 불타는 플라스마로 변합니다. 플라스마는 일단 뜨거워지면 아주 짧은 순간 동안 타다가 사라져 버립니다. 퀸스 유니버시티 벨파스토의 물리학 교수인 지안루카 사리는 "이것은 이 탐구의 중대한 결과이며, 틀림없이 지금까지 취해진 가장 중요한 단계 중 하나다. 처음으로 우리는 상당한 양의 과잉 에너지를 생성하는 핵융합 반응의 증거를 얻었다"라고 말했습니다. 또한 "지금까지 이런 종류의 원리 증명 실험의 타당성에 대한 의문과 의구심이 있었다. 이제 이러한 문제는 사라졌으며, 이를 추진하고 여전히 남아 있는 기술적 문제를 해결하기 위해 많은 낙관주의와 에너지를 주입했다"고 언급했습니다.

 

과학 학술지에서 처음으로 예고된 이 발표는 무제한의 청정에너지의 시작을 열광적으로 알리는 숨 막히는 뉴스 보도를 불러일으켰습니다. 그러나 과학자들은 이것이 핵융합 상용 전력을 달성하기 위한 첫 번째 작은 단계일 뿐이라고 경고했습니다. 원자로 심장의 레이저와 플라스마 사이에서 순 에너지 이득이 관찰되었지만, 원자로 전체에 걸쳐 전달된 것보다 훨씬 더 많은 에너지가 소비되었습니다. 그리고 융합은 우리 집에 전력을 공급할 수 있을 만큼 확장되기까지 많은 어려움에 직면해 있습니다. 사리 감독은 "불행히도 아직은 그런 일이 일어나지 않았다"고 말하며, "그러나 이 결과는 의심할 여지 없이 공공 기관과 민간 기업 모두의 개발 속도를 높일 것이다. 하지만 저는 지금 우리가 작동하는 원자로가 있기까지 최대 수십 년이 걸릴 것이라고 감히 말하고 싶다"고 전했습니다.