한국의 인공태양은 1억도의 플라즈마를 요리한다

한국핵융합에너지연구원(KRI)은 KSTAR 토카막에 새로운 전환 장치를 설치해 인공 태양이 섭씨 1억도가 넘는 높은 이온 온도를 유지할 수 있게 됐다.

우리 별에 동력을 공급하는 것과 동일한 반응인 핵융합을 수행하기 때문에 인공 태양이라고 불리는 KSTAR는 2007년에 완성되었으며 2008년에 첫 번째 플라즈마에 도달했습니다. 3분의 1 크기입니다. 세계 최대 실험로 ITER 프랑스에서 제작되었습니다. 두 원자로 모두 토카막입니다. 즉, 플라즈마로 핵융합을 수행하는 도넛 모양의 장치 또는 전기적으로 충전된 가스를 초고온 및 고압으로 가져옵니다.

KSTAR는 토카막 바닥에 위치한 전환기를 사용하여 원자로에서 발생하는 폐가스 배출 및 오염물질을 관리합니다. 전환기는 플라즈마를 향하는 구성 요소입니다. 즉, 토카막 내부에 위치하며 내부 표면 열을 최대한 견뎌냅니다. 현재 KSTAR는 약 30초 동안 플라즈마 작업을 수행할 수 있다. 과학자들은 새로운 전환기가 2026년 말까지 300초 동안 플라즈마 작동을 가능하게 할 것이라고 믿고 있습니다.

KSTAR에는 원래 탄소 전환 장치가 있었지만 2018년 과학자들은 토카막용 텅스텐 전환 장치를 개발하기 시작했습니다. 최근 연구에 따르면 텅스텐은 탄소보다 녹는점이 더 높고 원자로의 열유속 한계를 2배 향상시키는 것으로 나타났습니다. 해방 한국과학기술연구회에서. 새로운 전환기의 프로토타입 제작은 2021년에 완료되었으며, 작년에 설치가 완료되었습니다.

유석재 KFE 회장은 “KSTAR에서는 ITER에서 채택한 텅스텐 소재의 다이버터를 구현했다”고 밝혔다. “KSTAR 실험을 통해 ITER에 필요한 데이터를 확보하는데 최선을 다해 기여하도록 노력하겠습니다.”

핵융합 연구는 느리지만 상당한 발전을 이룰 수 있습니다. 2022년에 로렌스 리버모어 국립 연구소의 과학자들은 핵융합 반응의 순 에너지 증가 처음으로. 우리는 아직도 (에 따르면: 흠뻑)은 신뢰할 수 있는 무탄소 에너지원이라는 자랑스러운 목표와는 거리가 멀고, 해당 분야가 앞으로 나아가고 있음을 보여주긴 하지만 이번 성과는 조심스럽게 이루어졌습니다.

ITER의 첫 번째 플라즈마는 2025년으로 예상되며, 첫 번째 핵융합은 2035년으로 계획되어 있습니다. 그러나 원자로의 일정이 늦어지면서 비용은 2006년 약 50억 유로에서 200억 유로 이상으로 급증했습니다. 사이언티픽 아메리칸(Scientific American)에 따르면그래서 우리는 그보다 더 오래 기다릴 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 지금은 토카막 원자로에게는 어려운 시기입니다. 지난 달, 일본의 6층 JT-60SA 원자로 개통; 프로젝트 평가에 참여한 연구원들은 원자로가 실험에 필요한 플라즈마를 생산하는 데 2년이 걸릴 것이라고 말했습니다. 전 세계적으로 50개 이상의 토카막이 운영되고 있습니다. 국제원자력기구(IAEA)에 따르면.

KSTAR의 새로운 텅스텐 전환기를 이용한 플라즈마 실험은 토카막 과학자들이 실험을 위해 환경이 충분히 안정적이고 그 안에서 1억 도의 플라즈마가 재현될 수 있는지 확인함에 따라 2월까지 계속될 것이라고 국가과학기술연구회가 밝혔습니다.

더 나아가: 핵융합이 세계에 전력을 공급할 수 있을까요?