핵 융합은 두 개의 원자를 하나로 결합하여 많은 양의 에너지를 방출하는 과정입니다. 이 과정은 태양과 별에 힘을주는 것입니다. 과학자들은 지구상에서 사용하기 위해이 에너지를 활용할 수있는 핵 융합 원자로를 개발하기 위해 노력하고 있습니다.
핵 퓨전의 기초
핵 융합은 두 원자의 핵이 결합되어 새롭고 무거운 핵을 형성 할 때 발생합니다. 이것은 새로운 핵의 질량이 두 원래 핵의 질량의 합보다 작기 때문에 많은 양의 에너지를 방출합니다. 아인슈타인의 유명한 방정식 E =MC^2에 따르면 질량의 차이는 에너지로 전환됩니다.
핵 융합에 의해 방출되는 에너지의 양은 원자력 발전소에 전력을 공급하는 과정 인 핵분열에 의해 방출 된 에너지의 양보다 훨씬 큽니다. 핵 핵분열은 원자를 분리하는 반면, 핵 융합은 원자를 결합하는 것이 포함되기 때문이다.
핵 융합 원자로의 작동 방식
핵 융합 반응기는 수소 가스를 매우 높은 온도로 가열하여 작동합니다. 이것은 수소 원자가 전자와 양성자로 분리되게한다. 그런 다음 양성자를 가속화하고 충돌하여 헬륨 원자에 융합합니다. 이 과정은 열과 빛의 형태로 많은 양의 에너지를 방출합니다.
핵 융합 반응의 열과 빛은 전기를 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 이 과정은 태양 발전소에서 전기를 생성하는 데 태양의 열과 빛이 사용되는 방식과 유사합니다.
핵 퓨전의 도전
상업적으로 실행 가능한 핵 융합 원자로를 개발하기 위해 극복해야 할 많은 도전이 있습니다. 이러한 과제에는 다음이 포함됩니다.
* 수소 원자를 융합시키기에 충분한 온도를 달성합니다
* 융합이 발생할 수있을 정도로 오래 혈장을 제한
* 퓨전 반응에 의해 생성 된 헬륨 재 제거
* 퓨전 반응기 내부의 극한 조건을 견딜 수있는 재료 개발
핵 융합 반응기의 진보
과학자들은 핵 융합의 도전을 극복하는 데 진전을 이루고 있습니다. 2018 년 영국 공동 유럽 Torus (Jet)의 연구원들은 59 개의 메가 줄의 에너지를 생산하는 기록적인 융합 반응을 달성했습니다. 이것은 약 14 갤런의 휘발유를 태워서 생산할 수있는 에너지의 양과 같습니다.
이것은 상당한 성과이지만, 상업적 융합 반응기에 전력을 공급하는 데 필요한 에너지의 양과 여전히 멀다. 그러나 진보가 이루어지고 핵 융합이 언젠가 세계에 대한 실행 가능한 에너지 원이 될 수 있다는 신호입니다.
