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핵융합은 무엇일까?

이주형 | 기사입력 2021/12/21 [11:14]

핵융합은 무엇일까?

이주형 | 입력 : 2021/12/21 [11:14]

 핵융합 에너지란 무엇일까? 핵분열 원자력과는 완전히 반대되는 발전 과정을 가지고 있다한다. 핵분열에 비해 높은 에너지를 발생시키는 핵융합은 태양이 불타는 원리를 참고 하였는데, 태양은 수소, 헬륨의 핵융합 반응으로 엄청난 열과 빛의 에너지를 지속해서 뿜어내고 있다. 태양에서는 수소 원자 4개가 합쳐져 1개의 헬륨을 만드는데, 매초 7억 톤의 수소가 헬륨으로 변환되고 있으며 이 과정에서 태양은 초당 4조 와트의 100조배에 달하는 에너지를 방출한다고 한다.

 핵융합은 연료로 중수소와 삼중수소를 특수 전기 장치를 이용해 섭씨 1억도까지 올리면 전자가 분리되고, 이온화된 다량의 원자핵과 전자가 고밀도로 몰려 있는 플라즈마 상태가 된다. 이 플라즈마 상태의 중수소와 삼중수소가 서로 충돌하면 중성자와 헬륨이 생성된다. 이때 생성된 중성자와 헬륨의 질량의 합은 충돌 전의 중 수소, 삼중수소의 질량의 합보다 작은데, 이 질량의 차이가 에너지로 변환된다. 그래서 핵융합 발전은 태양광 풍력 등과 함께 신재생에너지로 미래의 에너지원이라 불린다.

 

 지구는 태양처럼 핵융합 반응이 일어날 수 있는 초고온 및 고압 상태의 환경이 아니어서, 자기장이나 레이저를 이용해 태양과 같은 환경을 인공적으로 조성하는 '핵융합로'를 만들어야 한다. 사실 핵융합 기술의 핵심이라고 할 수 있다. 핵융합 에너지를 얻기 위해서는 지구상에 존재하지 않는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 만들어야 하며, 이를 가두는 그릇 역할을 하는 핵융합 장치와 연료인 중수소와 삼중수소가 필요하다. 이 상태에서 수소 원자핵들이 융합해 태양 에너지와 같은 핵융합에너지를 만들 수 있는 것이다. 

 

 에너지가 갑자기 다량으로 방출되지 않게, 발생하는 에너지를 통제할 수 있는 기술 등 여러가지 최첨단 기술이 필요하며 에너지 수입 의존도가 약 90%가 넘는 우리나라에서는 매우 중요한 분야로 핵분열에서 문제가 되는 방사능도 문제가 없이 성공적인 개발을 기대한다. 

 
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