중첩된 플라즈마가 있는 JET의 토러스 내부. (영국) 지난 세기 말, 영국 옥스포드 근처의 JET(Joint European Torus)는 당시 기록적인 22메가줄의 에너지를 생산했습니다. 융합력 .
이제 실험적 업그레이드를 통해 시설이 주요 국제 프로젝트에서 예상되는 기술과 일치하게 되었으며 그 결과 거의 3배에 달하는 전력을 생산할 수 있게 되었습니다.
이러한 발전은 토카막 기반 핵융합을 위한 주요 단계로, 오염 배출물이나 다량의 방사성 폐기물 비용 없이 거의 끝없는 에너지 흐름을 수확할 수 있는 균형점에 더욱 가까워졌습니다.
'지난 몇 달 동안 우리가 배운 것은 핵융합 플라즈마를 가열하는 데 필요한 것보다 훨씬 더 많은 에너지를 생성하는 실험을 계획하는 것을 더 쉽게 만들 것입니다.' 말한다 막스 플랑크 플라즈마 물리학 연구소의 과학 이사인 Sibylle Günter는
Tokamaks는 에너지 생산에서 이 이정표에 도달하는 데 도움이 될 수 있습니다. 매우 강력한 자석 뱅크로 둘러싸인 비교적 단순한 원환체로 구성된 이 장치는 가열된 수소 폭발을 플라즈마로 용해시켜 핵융합을 촉진합니다.
그러나 비교적 간단하게 들릴 수 있는 것은 아무것도 아닙니다. 에너지를 운반하는 중성자를 충분히 짜낼 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 플라즈마의 휘젓는 흐름을 안정적으로 유지하려면 많은 미세 조정 기술이 필요합니다.
유럽'의 일환으로 융합 로드맵 ', JET와 같은 프로젝트는 이러한 장애물을 무너뜨리는 데 핵심적인 역할을 합니다. 큰 경기는 아직 오지 않았지만.
ITER라는 국제 협력 는 세계에서 가장 큰 토카막을 프랑스 남부에서 건설하고 있습니다. 이 토카막은 초기 난방의 단 50메가와트에서 결국 무려 500메가와트의 전력을 생성할 수 있습니다.
핵융합에 대한 대부분의 연구는 현재 핵에 단일 양성자가 있는 일반적인 형태의 수소(양성자라고 함) 또는 양성자와 중성자가 있는 약간 더 희귀한 형태(중수소라고 함)를 사용합니다.
이것은 융합이 모두 해결될 때까지 주름을 펴기에 충분합니다. 그러나 우리의 핵융합로에서 큰 효과를 얻으려면 중성자 하나를 더 운반하는 더 희소한 자원이 필요합니다.
ITER은 2035년까지 삼중수소와 중수소의 조합을 실험하고 그들이 소비하는 것보다 더 많은 에너지를 방출하는 자가 유지 플라즈마 반응을 달성하는 것을 목표로 합니다.
JET와 같은 소규모 프로젝트의 약간의 지침에 의존하는 고상한 목표입니다.
JET는 이 두 물질을 모두 사용할 수 있는 토카막으로 두각을 나타내어 연구자가 고유한 핵 특성을 이해하는 데 좋은 출발점이 될 수 있습니다.
1997년에 이 프로젝트는 방출된 중성자 형태의 에너지 출력에서 기록을 경신하여 평균 5초 동안 4.4메가와트의 전력을 제공했습니다.
그 이후로 그들은 탄소 라이닝을 텅스텐과 베릴륨의 혼합물로 교체하는 것을 포함하여 디자인을 수정했습니다. 새로운 재료는 더 탄력적이며 탄소가 할 수 있는 방식으로 수소 스펀지처럼 작용하지 않지만 플라즈마의 움직임에 영향을 미칩니다.
마지막으로, 많은 모델링을 거친 후 실험을 통해 이 강력한 수소 동위원소 듀오의 에너지 생산에 대한 새로운 한계에 대한 예측이 확인되어 59메가줄의 출력으로 기존 기록을 깨뜨렸습니다.
필요한 것보다 더 많은 에너지를 방출하는 것은 고사하고 지속적인 핵융합을 영속화할 수 있는 것은 여전히 부족합니다. 이를 위해서는 훨씬 더 큰 것이 필요하지만 그럼에도 불구하고 상당한 성과입니다.
'최신 실험에서 우리는 ITER와 같은 조건에서도 훨씬 더 많은 에너지를 생성할 수 있음을 증명하고 싶었습니다.' 말한다 막스 플랑크 플라즈마 물리학 연구소의 물리학자 Athina Kappatou.
일단 에너지 생산이 흑자 상태가 되면, 토카막의 플라즈마 휘젓는 고리에서 방출된 잉여 중성자는 리튬의 얇은 층으로 보내질 수 있으며, 이는 핵분열을 통해 분해되어 보다 준비된 삼중수소 공급원을 제공할 것입니다.
이론적으로 모든 것이 너무 간단하게 들립니다. 그러나 우리가 핵융합 연구를 통해 배운 것이 있다면 에너지 생성을 위한 태양의 자체 청사진을 활용하는 것은 순조로운 일이 아닙니다.
고맙게도 전 세계의 시설은 수많은 문제를 해결하는 방법을 점차적으로 찾고 있습니다.온도 상승그리고 운동하는 방법더 긴 반응 시간을 유지.
함께라면 우리가 절실히 필요로 하는 깨끗하고 사실상 무제한의 전원을 얻을 수 있을 것입니다.